KR20110070208A - 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법 - Google Patents

유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 관한 것으로, 무선랜 기반의 유무선 브릿지에서 유선 포트로부터의 멀티캐스트 프레임을 무선 포트 및 다른 유선 포트로 포워딩하는 경우, 멀티캐스트 테이블 및 포워딩 테이블을 이용하여 대상 유/무선 포트를 확인하고, 해당 무선 포트의 채널 접근 경쟁에서 우선순위를 높임으로써, 멀티캐스트 프레임 포워딩시 발생하는 전송 지연을 감소시키기 위한, 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 있어서, 멀티캐스트 프레임을 수신함에 따라 멀티캐스트 주소에 상응하는 포트를 검출하는 포트 검출단계; 상기 검출한 포트가 무선 포트인지 유선 포트인지 확인하는 포트 확인단계; 상기 확인결과, 유선 포트이면 상기 검출한 유선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계; 및 상기 확인결과, 무선 포트이면 예약 프레임을 전송하여 채널을 예약한 후 상기 검출한 무선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계를 포함한다.
무선랜, 유무선 브릿지, 멀티캐스트 프레임, 예약 프레임, 유/무선 포트

Description

유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법{METHOD FOR FORWARDING MULTICAST FRAME IN BRIDGE COMPRISING WIRE PORT AND WIRELESS PORT}
본 발명은 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 기반의 유무선 브릿지에서 유선 포트로부터의 멀티캐스트 프레임을 무선 포트 및 유선 포트로 포워딩할 때 발생하는 지연을 감소시켜 무선 포트 사용자와 유선 포트 사용자에게 멀티캐스트 프레임을 원활하게 포워딩하기 위한, 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 유무선 브릿지는 적어도 하나의 유선 포트와 무선 포트를 구비한 AP(Access Point) 및 공유기를 포함한다.
무선 환경에서의 전송 매체는 여러 단말 사이에 공유되는 전파이기 때문에 단말이 데이터를 전송하기 위해서는 채널을 획득해야 한다.
데이터를 전송하려는 단말들이 많을 경우, 단말(무선 스테이션) 간의 채널 접근 경쟁이 발생하는데, 무선 LAN(Local Area Network)에서는 무선 단말들 간의 채널 획득방식으로 IEEE 802.11 표준에서 정의한 매체 접근 제어(MAC)를 사용한다.
유선 LAN에서 사용되는 MAC 프로토콜인 CSMA-CD(Carrier Sense Multiple Access-Collision Detect)는 전송할 데이터가 있는 경우에 매체가 휴지(休止) 상태이면 바로 패킷을 전송할 수 있지만, 무선 LAN에서 사용되는 프로토콜인 CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance)는 매체가 휴지 상태이더라도 바로 패킷을 전송할 수 없다.
이하, 도 1을 참조하여 CSMA-CA 방식에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 환경에서 임의 무선 스테이션(유무선 브릿지 포함)에 전송해야 할 데이터가 발생한 경우, 다른 무선 스테이션이 채널을 사용하고 있는지 일정시간(DIFS : Distributed Inter Frame Space) 동안 감지한 후, DIFS 종료 시점에 채널이 사용중이 아니면 데이터를 전송한다.
그러나 채널이 사용중이면 임의의 값을 선택(Contention Window)하여 타이머를 설정하고 타이머가 종료되면 데이터를 전송한다(랜덤 백오프). 이때 설정된 타이머 값은 일정 주기(표준에 정의된 타임 슬롯 값)로 채널을 감지해서 채널이 사용되지 않을 때(다른 단말이 데이터를 전송하지 않는 경우)만 감소한다.
이후 데이터를 수신한 무선 스테이션은 일정 시간(SIFS : Short Inter Frame Space) 후에 수신 확인 응답(ACK) 프레임을 전송한다.
도 2 는 종래의 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저 무선랜 기반 유무선 브릿지는 다수의 유선 포트와 무선 포트를 구비하여, 인터넷(유선 인터페이스를 이용한 상향)과 단말(유선 인터페이스 또는 무선 인터페이스를 이용한 하향) 사이를 연결하며, 유선 포트를 통해 수신한 멀티캐스트 프레임을 무선 포트 또는/및 유선 포트를 통해 단말로 포워딩하는 역할을 수행한다.
즉, 유무선 브릿지는 유선 포트를 통해 프레임을 수신함에 따라 수신된 프레임에서 수신자 주소를 추출한다(201, 202).
이후 상기 추출한 수신자 주소가 멀티캐스트 주소인지를 확인한다(203). 이때 멀티캐스트 주소는 특정 수신자 주소를 사용한다.
상기 확인 결과(203), 멀티캐스트 주소가 아니면 수신자 주소에 상응하는 포트로 프레임을 포워딩하고(204), 멀티캐스트 주소이면(멀티캐스트 프레임이면) 상기 프레임을 수신한 유선 포트를 제외한 모든 포트(다른 유선 포트 및 무선 포트)로 프레임을 포워딩한다(205). 멀티캐스트 프레임의 경우, 수신 대상 포트가 아닌 포트로도 멀티캐스트 프레임을 전송하여 불필요한 전송 지연을 유발한다.
아울러 다른 유선 포트로의 멀티캐스트 프레임 전송은 바로 가능하지만, 무선 포트로의 멀티캐스트 프레임 전송은 무선 스테이션과의 경쟁을 통해 전송 채널을 확보해야 하기 때문에 이로 인하여 다른 지연이 발생한다.
이를 도 3을 참조하여 살펴보면, 유무선 브릿지(31)는 다른 무선 스테이션(33)에 의해 채널이 사용중인지(다른 무선 스테이션이 프레임을 전송하고 있는지) DIFS 동안 감지한 후, DIFS 종료되는 시점에 사용중이 아니면 멀티캐스트 프레임을 전송하고, 사용중이면 랜덤 백오프를 수행(채널 경쟁)하여 백오프 카운터 값이 종료되면 비로소 멀티캐스트 프레임을 전송한다.
이때 다른 무선 스테이션(33)들은 유무선 브릿지가 전송한 멀티캐스트 프레 임을 듣고, 헤더에 포함되어 있는 시간정보를 이용하여 채널이 사용되는 시간을 NAV(Network Allocation Vector)에 설정한다. 수신 대상 무선 스테이션(32)은 유무선 브릿지(31)로부터의 멀티캐스트 프레임을 수신한다.
이러한 종래의 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법은, 멀티캐스트 프레임을 수신 대상 포트가 아닌 포트로도 전송하여 불필요한 전송 지연을 유발하는 문제점이 있었다.
또한 종래의 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법은, 유무선 브릿지가 유선 포트를 통해 수신한 멀티캐스트 프레임을 다른 유선 포트 및 무선 포트로 포워딩할 때, 다른 유선 포트로는 지연 없이 바로 전송할 수 있지만 무선 포트로는 채널 경쟁으로 인한 지연이 발생하여, 다른 유선 포트 사용자의 경우 무선 포트 사용자로 인하여 원활하게 멀티캐스트 프레임을 전송받을 수 없는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법은 유무선 브릿지가 멀티캐스트 프레임을 유선 포트와 무선 포트로 포워딩해야 하는 경우, 현재의 멀티캐스트 프레임을 유선 포트와 무선 포트 모두에게 전송한 후 다음 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있는데, 무선 포트로의 전송시 지연이 발생하는 경우 결국 유선 포트로의 전송 지연을 유발하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서, 본 발명은 무선랜 기반의 유무선 브릿지에서 유선 포트로부터의 멀티캐스트 프레임을 무선 포트 및 다른 유선 포트로 포워딩하는 경우, 멀티캐스트 테이블 및 포워딩 테이블을 이용하여 대상 유/무선 포트를 확인하고, 해당 무선 포트의 채널 접근 경쟁에서 우선순위를 높임으로써, 멀티캐스트 프레임 포워딩시 발생하는 전송 지연을 감소시키기 위한, 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 멀티캐스트 프레임을 수신함에 따라 멀티캐스트 주소에 상응하는 포트를 검출하는 포트 검출단계; 상기 검출한 포트가 무선 포트인지 유선 포트인지 확인하는 포트 확인단계; 상기 확인결과, 유선 포트이면 상기 검출한 유선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계; 및 상기 확인결과, 무선 포트이면 예약 프레임을 전송하여 채널을 예약한 후 상기 검출한 무선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 무선랜 환경하에서 액세스포인트나 유무선 공유기에 유선 포트를 통해 데이터 프레임이 수신되었을 때, 전송 대상 무선 포트에서의 채널 사용을 빠르게 할 수 있도록 함으로써, 유선에서 무선으로 데이터 프레임의 포워딩에 따른 지연을 감소시킨다.
또한, 본 발명은 액세스포인트(AP)나 유무선 공유기에서 IPTV 등과 같은 멀티캐스트 트래픽을 무선 인터페이스를 통해 단말로 포워딩할 때, 무선채널 경쟁으로 인한 지연을 줄임으로써, 패킷이 바로 전송되도록 한다.
상기와 같은 본 발명은, 무선랜 기반의 유무선 브릿지에서 유선 포트로부터의 멀티캐스트 프레임을 무선 포트 및 다른 유선 포트로 포워딩하는 경우, 멀티캐스트 테이블 및 포워딩 테이블을 이용하여 대상 유/무선 포트를 확인하고, 해당 무선 포트의 채널 접근 경쟁에서 우선순위를 높임으로써, 멀티캐스트 프레임 포워딩시 발생하는 전송 지연을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대 한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저 유무선 브릿지가 유선 포트를 통해 멀티캐스트 프레임을 수신한다(401). 이때, 유선 포트를 통해 프레임을 수신한 후 프레임 내 수신자 주소 필드를 참조하여 상기 프레임이 멀티캐스트 프레임인지 아닌지를 확인할 수 있다.
이후 멀티캐스트 테이블을 이용하여 멀티캐스트 주소(멀티캐스트 프레임의 수신자 주소)에 상응하는 포트를 검출한다(402). 여기서, 멀티캐스트 테이블은 멀티캐스트 주소별로 매칭되어 있는 포트 정보를 기록한 테이블이다.
이후 상기 검출한 포트가 무선 포트인지 유선 포트인지를 포워딩 테이블을 이용하여 확인한다(403). 여기서, 포워딩 테이블은 포트의 유/무선 인터페이스 정보를 기록한 테이블이다.
상기 확인결과(403), 상기 검출한 포트가 유선 포트이면 상기 검출한 유선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩한다(404).
상기 확인결과(403), 상기 검출한 포트가 무선 포트이면 예약 프레임을 전송하여 채널을 예약한 후 예약된 무선 채널을 통해 상기 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩한다(405, 406).
이하, 도 5를 참조하여 무선 채널 예약 과정에 대해 좀 더 상세히 살펴보기 로 한다.
유무선 브릿지(31)는 멀티캐스트 프레임을 포워딩하기 위해 PIFS(PCF Inter Frame Space)가 종료된 후 바로 채널 예약(ACK+RTS) 프레임을 전송한다. 일반적으로, 전송할 데이터가 있는 다른 무선 스테이션(33)은 PIFS 구간보다 긴 DIFS 구간이 지난 후에 채널 획득을 위한 경합을 벌일 수 있기 때문에 대기하고 있는 DIFS 구간에서 예약 프레임을 수신하면 예약 프레임 내 지속시간 필드를 참조하여 NAV를 세팅한다.
따라서 다른 무선 스테이션(33)은 지속시간 동안 채널에 접근하지 않게 되고, 유무선 브릿지(31)는 우선순위를 가지고 무선 채널을 예약할 수 있다. 이때 유무선 브릿지(31)의 특혜를 조절하는 방안으로 특정한 멀티캐스트 프레임의 경우에 한해서만 채널 예약 과정을 적용할 수도 있다.
여기서, 예약 프레임의 구조는 도 6에 도시된 바와 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 예약 프레임은 프레임 제어 필드(61), 지속시간(duration) 필드(62), 수신자 주소 필드(63), 송신자 주소 필드(64) 및 CRC(Cyclic Redundancy Checking) 필드(65)를 포함한다.
이때 프레임 제어 필드(61) 내 서브타입(subtype)은 "RTS"를 사용하고, 지속시간 필드(62)는 일정하게 정의된 값 또는 임의의 값을 사용하며, 수신자 주소 필드(63)는 수신된 프레임으로부터 추출된 사용자 주소나, 멀티캐스트 트래픽인 경우 IGMP(Internet Group Management Protocol) 스누핑을 통해 저장해 놓은 주소를 사용할 수 있으며, 송신자 주소 필드(64)는 BSSID(Basic Service Set ID)를 사용한 다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1 은 일반적인 CSMA-CA 방식에 대한 일실시예 설명도,
도 2 는 종래의 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3 은 종래의 유무선 브릿지에서의 무선 포트를 통한 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 유무선 브릿지에서의 무선 채널 예약 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 6 은 본 발명에 따른 예약 프레임에 대한 일실시예 구조도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31 : 유무선 브릿지 32 : 수신 대상 무선 스테이션
33 : 다른 무선 스테이션

Claims (5)

  1. 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법에 있어서,
    멀티캐스트 프레임을 수신함에 따라 멀티캐스트 주소에 상응하는 포트를 검출하는 포트 검출단계;
    상기 검출한 포트가 무선 포트인지 유선 포트인지 확인하는 포트 확인단계;
    상기 확인결과, 유선 포트이면 상기 검출한 유선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계; 및
    상기 확인결과, 무선 포트이면 예약 프레임을 전송하여 채널을 예약한 후 상기 검출한 무선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계
    를 포함하는 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포트 검출단계는,
    멀티캐스트 주소별로 매칭되어 있는 포트 정보를 기록한 멀티캐스트 테이블을 이용하여 멀티캐스트 주소에 상응하는 포트를 검출하는 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포트 확인단계는,
    포트의 유/무선 인터페이스 정보를 기록한 포워딩 테이블을 이용하여 포트를 확인하는 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 무선 포트로 멀티캐스트 프레임을 포워딩하는 단계는,
    DIFS(Distributed Inter Frame Space) 구간 내에서 예약 프레임을 전송하여 무선 채널을 예약하는 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예약 프레임은,
    IGMP(Internet Group Management Protocol) 스누핑을 통해 획득한 주소가 기록된 수신자 주소 필드를 가지는 유무선 브릿지에서의 멀티캐스트 프레임 포워딩 방법.
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