KR20120065131A

KR20120065131A - 다중 단말 가상화 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120065131A
Application number: KR1020100126477A
Authority: KR
Inventors: 이경희; 이성근; 조성균; 정일구; 이현우; 류원
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-06-20
Also published as: US8817791B2; US20120147889A1

Abstract

다중 단말 가상화 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 단말 가상화 장치는 그루핑된 제1 사용자의 송신 단말들 및 그루핑된 제2 사용자의 수신 단말들을 패킷 송수신 주소 변환을 기초로 각각 가상화하여 단말 간 패킷 송수신시에 각 사용자가 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하도록 제어한다. 이에 따라 사용자가 어떤 단말을 사용하는지에 무관하게 단일 주소를 사용하여 지속적인 IP 연결성을 가질 수 있다.

Description

다중 단말 가상화 장치 및 그 방법 {Apparatus and method for multi-terminal virtualization}

본 발명의 일 양상은 아이피(IP) 주소 관리 및 데이터 전송 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 단말의 가상화를 통해 복잡한 데이터 전송을 용이하게 하는 기술에 관한 것이다.

가상화 기술은 다수의 사용자에게 안정적인 서비스를 제공하기 위한 서버 그룹 가상화, 분산된 자원 및 서비스를 단일 시스템인 것처럼 가상화하는 분산 협업 시스템(가상 머신 또는 클라우드 컴퓨팅), 자원 효율 및 업무 환경을 개선하기 위한 서버 기반 컴퓨팅(Server Based Computing:SBC) 기술을 사용한 가상화 등 다양한 분야 및 용도로 사용되고 있다.

최근 트리플/쿼드러플 플레이 서비스(Triple/Quadruple Play Service:TPS/QPS) 등의 초기 모델로 포문이 열린 멀티 스크린 서비스 개발이 본격화되면서 때와 장소에 따라 다양한 단말을 사용하고자 하는 사용자에 대한 효율적인 IP 주소 관리 및 데이터 전송 제어 기술 필요성이 부각되고 있다. 이를 위해 다중 단말을 그룹화하여 마치 단일 단말인 것처럼 가상화를 적용하는 방법을 생각할 수 있으나, 아직까지 관련된 기술이 출현된 바는 없다.

일 양상에 따라, 본 발명은 다중 단말 가상화 및 이에 기반한 네트워크 전송 제어 기술을 제안한다.

일 양상에 따른 다중 단말 가상화 장치는 그루핑(grouping)된 제1 사용자의 송신 단말들 및 그루핑된 제2 사용자의 수신 단말들을 패킷 송수신 주소 변환을 기초로 각각 가상화하여 단말 간 패킷 송수신시에 각 사용자가 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하도록 제어하는 단말 가상화부를 포함한다.

이때, 단말 가상화부는 사용자 개인식별정보와 사용자의 단말 별 아이피 주소 간의 매핑정보를 관리하는 단말 가상화 매핑정보 관리부와, 매핑정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환하여 그루핑된 송신 단말들 및 수신 단말들 간 패킷 교환을 제어하는 단말 가상화 패킷 전송 제어부를 포함한다.

다른 양상에 따른 다중 단말 가상화 장치의 다중 단말 가상화 방법은, 제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말의 아이피 주소와 제1 사용자의 그루핑된 송신 단말들의 사용자 개인식별정보 간 매핑정보를 등록하는 단계와, 제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말의 아이피 주소와 제2 사용자의 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보 간 매핑정보를 등록하는 단계와, 등록된 매핑정보를 기초로 패킷 송수신 주소를 변환하여 송수신 단말 간 패킷 교환을 제어함에 따라 각 사용자들이 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하도록 하는 단계를 포함한다.

또 다른 양상에 따른 다중 단말 가상화 장치는, 그루핑된 동일 사용자의 이동 단말들의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보를 관리하는 단말 가상화 바인딩 정보 관리부와, 바인딩 정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환한 후 패킷을 캡슐화하고 그루핑된 이동 단말들 중 사용자가 현재 사용 중인 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 캡슐화된 패킷을 이동 단말에 전송하는 단말 가상화 패킷 전송 제어부를 포함한다.

또 다른 양상에 따른 다중 단말 가상화 장치의 다중 단말 가상화 방법은, 그루핑된 동일 사용자의 이동 단말들의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보를 등록하는 단계와, 상대 단말로부터 그루핑된 이동 단말들의 사용자 개인식별정보가 패킷 수신 주소로 설정된 패킷을 수신하면 바인딩 정보를 사용하여 패킷 수신 주소를 그루핑된 이동 단말들 중에서 사용자가 사용 중인 이동 단말의 아이피 주소로 변경하여 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계와, 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 캡슐화된 패킷을 이동 단말에 전송하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 사용자가 다수의 단말을 동시 또는 순차적으로 사용하여 데이터를 주고받는 멀티 스크린 서비스 환경에서 단일 사용자에 속한 단말들을 그룹화하여 통신 상대 측에 대해 하나의 가상화된 단말로 보여지게 하는 방식을 제공한다. 이에 따라 사용자가 어떤 단말을 사용하는지에 무관하게 단일 주소를 사용하여 지속적인 IP 연결성을 가질 수 있다.

나아가, 사용자가 사용 중인 단말을 변경하는 경우에도 데이터 소켓의 재생성(또는 설정 변경)이나 세션 재설립 프로세스 없이 마치 단일 단말 간에 데이터를 송수신하는 것처럼 동작하는 통신 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 단말 가상화 장치 및 이에 기반한 네트워크 전송 방식의 개요를 도시한 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 장치 간 수행되는 단말 그룹 가상화 프로세스를 도시한 흐름도,
도 3은 전술한 바와 같이 사용자의 복수 단말 동시 사용을 지원하고 단말 변경 시의 체감품질 향상을 도모하기 위해 IP 주소 동시 매핑(Simultaneous Mapping) 및 바이캐스팅(Bicasting) 기능을 설명하기 위한 장치 간 프로세스를 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 MIP(Mobile IP) 기반의 IP 이동성 제어 구조 하에서의 다중 단말 다중화 장치를 도시한 구성도,
도 5a 및 도 5b는 도 4에서 기술한 MIPv4 기반의 단말 가상화 구현 예에서 실질적으로 제어 동작이 수행되는 프로세스를 순차적으로 표현한 제어 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 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. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 단말 가상화 장치(10) 및 이에 기반한 네트워크 전송 방식의 개요를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 사용자의 단말 그룹을 가상화하여 사용자가 어떤 단말을 사용 중인지와는 무관하게 지속적인 IP 네트워크 연결성을 제공한다. 이때 본 발명은 멀티 스크린 기반 서비스 환경에서 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 다중 단말 가상화 장치(10)는 사용자의 사용자 개인식별정보 및 각 단말의 IP 주소를 매핑한 매핑정보를 네트워크에서 관리한다. 그리고, 각 사용자의 단말그룹을 패킷 송수신 주소 변환을 기초로 각각 가상화한다.

구체적으로, 다중 단말 가상화 장치(10)는 단말 가상화 매핑정보 관리부(이하 '매핑정보 관리부'라 칭함)(100) 및 단말 가상화 패킷 전송 제어부(이하 패킷 전송 제어부'라 칭함)(110)를 포함한다. 매핑정보 관리부(100)는 사용자 개인식별정보와 사용자의 단말 별 아이피 주소 간의 매핑정보를 관리한다. 패킷 전송 제어부(110)는 매핑정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환하여 그루핑된 송신 단말들 및 수신 단말들 간 패킷 교환을 제어한다.

도 1을 참조하면, 각 사용자 단말(121~123, 131~133)은 기본적인 IP 프로토콜 기능을 갖추어야 한다는 점 외의 제약사항은 없는 모든 전자장치를 포함한다. 매핑정보 관리부(100) 및 패킷 전송 제어부(110)는 논리적인 의미의 장치로서 특정 하드웨어 기능이나 네트워크 상에서의 위치, 물리적 구현 방법 등에 제약을 받지 않는다.

도 1은 제1 사용자 및 제2 사용자가 각각 제1 단말그룹(120) 및 제2 단말그룹(130)을 사용하여 패킷 송수신을 수행하는 IP 네트워크 구조를 도시한 것이다. 제1 사용자는 단말 1a,2a,….Na(121~123)로 구성된 N개의 단말을 소유하고 있는 상황을 가정하며, 제2 사용자는 단말 1b,2b,…,Nb(131~133)로 구성된 N개의 단말을 소유하고 있는 상황을 가정한다. 전술한 상황에서 각 사용자에 소속된 N개의 단말들이 각각 제1 단말그룹(120) 및 제2 단말그룹(130)으로 그루핑(grouping)되어 가상화된다.

본 발명의 단말 가상화 방식을 적용하기 위해 각 사용자는 자신의 개인식별정보(ID)로 사용하기 위한 IP 주소(제1 사용자:S1, 제2 사용자:S2)를 사전 또는 최초 접속 시에 할당 받으며, 각 단말들(121~123, 131~133)도 IP 통신 기능을 사용하기 위한 개별적인 IP 주소(T1_1 ~ T1_N, T2_1 ~ T2_N)를 할당 받는다.

각 단말이 개별적 IP 주소를 획득하는 방법 및 프로세스는 본 발명의 범위에 포함되지 않는다. 이는 기존의 정적(Static) 주소 할당 방식 또는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사용하는 방식 등 어떤 것을 사용해도 무방하다.

도 1에서는 설명의 편의를 위해 사용자 개인식별정보(ID)로 사용자 고유 IP 주소를 사용하고 있으나, 사용자 개인식별정보는 사용자 고유 IP 주소뿐만 아니라, 이메일 주소, 공중 교환 전화망 번호 또는 이동 전화망 번호, URL/URI(Uniform Resource Locator/Identifier), 이동국 식별번호(International Mobile Subscriber Identifier:IMSI), 네트워크 접근 식별자(Network Access Identifier:NAI) 등 사용자를 고유 식별할 수 있는 것이면 어떠한 ID로 확장을 해도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 단말 가상화를 위한 IP 주소 매핑정보 등록은 사용자의 고유 IP 주소 및 현재 사용 중인 단말(본 발명에서는 이를 “액티브 단말”로 정의함)의 개별 IP 주소 간 매핑정보를 매핑정보 관리부(100)에 전달하는 방식으로 수행된다.

도 1에서는 제1 사용자의 액티브 단말이 제1 단말그룹(120) 내의 단말 1a(121)인 상황을 보여준다. 이에 따라 제1 사용자의 고유 IP 주소인 S1과 단말 1a(121)의 IP 주소인 T1_1 간의 매핑정보 [S1 : T1_1]이 매핑정보 관리부(100)에 전달되어 등록된다. 마찬가지로 제2 단말그룹(130) 내의 단말 2b(132)가 액티브 단말인 제2 사용자의 경우, 현 상황을 나타내는 IP 주소 매핑정보 [S2 : T2_2]가 매핑정보 관리부(100)에 전달되어 등록된다.

등록을 위해 각 단말은 사용자의 고유 ID 정보(도 1에서는 사용자의 고유 IP 주소)를 알고 있어야 하며, 매핑정보를 매핑정보 관리부(100)에 전달하는 기능을 갖추어야 한다. 사용자가 현재 어떤 단말을 사용 중인지를 감지하는 방법 및 프로세스는 본 발명에 범위에 포함되지 않으며, 이는 센서, 사용자 로그온, 사용자 입력 등 다양한 방식을 통해 수행될 수 있다.

사용자가 사용 중인 단말을 변경하는 경우, 이로 인해 발생하는 IP 주소 매핑정보 변화는 매핑정보 관리부(100)에 전달된다. 예를 들어 제1 사용자가 단말 1a(121)의 사용을 중단하고 액티브 단말을 단말 2a(122)로 변경하게 되면, 단말 2a(122)는 즉시 변경된 IP 주소 매핑정보 [S1 : T1_2]를 매핑정보 관리부(100)에 전달한다.

매핑정보 등록 프로세스가 완료되면 제1 단말그룹(120)과 제2 단말그룹(130)은 단말 가상화에 기반한 패킷 송수신을 수행할 수 있게 된다. 도 1에서는 제1 단말그룹(120)이 제2 단말그룹(130)으로 패킷을 전달하는 예를 나타낸다. 제1 단말그룹(120)에서 송신되는 패킷은 일반적인 IP 프로토콜을 사용하여 네트워크를 통해 전달된다. 이때의 패킷 주소는 송신 측 주소를 T1_1, 수신 측 주소를 S2로 설정한다. 제1 사용자의 액티브 단말(즉, 단말 1a)의 관점에서는 패킷 수신 측인 제2 사용자의 고유 IP 주소(S2)만을 사용해서 패킷 송신을 할 수 있을 뿐 아니라, 자신의 IP 주소인 T1_1을 송신 측 주소로 설정하면 되므로 별도의 IP 주소 변경 기능을 필요로 하지 않는다. 이는 종래의 IP 프로토콜 스택을 기반으로 하여 용이하게 적용할 수 있는 장점을 제공한다. 또한 제2 사용자가 지속적으로 액티브 단말을 변경하더라도 데이터 소켓의 재생성(또는 설정 변경)이나 세션 재설립 프로세스 없이 끊김 없는 패킷 송신을 가능하게 해 준다.

전송 패킷이 IP 네트워크를 경과하는 도중에 패킷 전송 제어부(110)가 이들 패킷에 대한 주소 변환을 수행한다. 도 1의 예에서는 제1 사용자로부터 송신된 패킷을 제2 사용자에게 성공적으로 전달하기 위해 송신 측 주소를 T1_1에서 S1으로, 수신 측 주소를 S2에서 T2_2로 변환한다. 주소가 변환된 패킷들은 일반적인 IP 패킷 라우팅 기능을 통해 제2 사용자의 액티브 단말인 단말 2b(132)로 전달될 수 있다. 이와 같은 패킷 전달의 장점은 제2 사용자의 액티브 단말은 항상 사용자의 고유 IP 주소(즉, S1)로부터 송신되는 패킷만을 수신하게 되므로 제1 사용자의 액티브 단말이 어떤 것인지를 알 필요가 없다. 또한 제1 사용자가 지속적으로 액티브 단말을 변경하더라도 데이터 소켓의 재생성(또는 설정 변경)이나 세션 재설립 프로세스 없이 끊김 없는 데이터 수신을 가능하게 해 준다.

패킷 전송 제어부(110)는 패킷 송수신 주소 변환을 하기 위해서 매핑정보 관리부(100)에 등록되어 있는 IP 주소 매핑정보를 참조한다. 패킷의 주소 변환을 수행하는 실질적인 방법은 패킷 헤더 수정을 통한 직접 변환, 패킷 캡슐화를 통한 터널링 등 다양한 기법을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 그 중 어떠한 것을 선택하여 적용해도 무방하다.

패킷 전송 제어부(110)는 구현 방식에 따라 네트워크 상의 다양한 위치와 구조로 적용될 수 있다. 예를 들면 MIP(Mobile IP), PMIP(Proxy MIP) 등 IP 이동성 제어 프로토콜과 유사한 방식으로 구현되는 경우, 패킷 전송 제어부(110)는 HA(Home Agent) 또는 LMA(Local Mobility Agent)에 해당되는 기능 개체에서 패킷 캡슐화를 통한 주소 변환을 수행한다. 그리고 HA(또는 LMA)에서 생성되는 IP 터널의 반대쪽 종단 역할은 FA(Foreign Agent), MAG(Mobility Access Gateway)에 해당되는 기능 개체 또는 이동 단말이 담당할 수 있다. MIP 구조를 사용한 구현 실시예는 도 4, 도 5a 및 도 5b에서 후술한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 장치 간 수행되는 단말 그룹 가상화 프로세스를 도시한 흐름도이다. 이때 설명의 편의를 위해 도 1에 전술한 도면부호를 인용한다.

도 2a를 참조하면, 액티브 단말인 제1 단말그룹(120) 내의 단말 1a(121)가 감지(200)되면, 매핑정보 관리부(100)는 제1 사용자의 고유 IP 주소인 S1과 단말 1a(121)의 IP 주소인 T1_1 간의 매핑정보, 즉 [S1 : T1_1]을 단말 1a(121)로부터 전달받아 등록한다(202). 마찬가지로 액티브 단말인 제2 단말그룹(130) 내의 단말 2b(132)가 감지(204)되면 단말 2b(132)는 IP 주소 매핑정보 [S2 : T2_2]를 매핑정보 관리부(100)에 등록한다(206).

매핑정보 등록 프로세스가 완료되면 제1 단말그룹(120)과 제2 단말그룹(130)은 단말 가상화에 기반한 패킷 송수신을 수행할 수 있게 된다. 제1 단말그룹(120)에서 송신되는 패킷은 일반적인 IP 프로토콜을 사용하여 네트워크를 통해 전달된다. 이때의 패킷 주소는 송신 측 주소를 T1_1, 수신 측 주소를 S2로 설정된다(210).

이어서, 전송 패킷이 IP 네트워크를 경과하는 도중에 패킷 전송 제어부(110)가 매핑정보 관리부(100)의 매핑정보를 참조(212)하여 송수신되는 패킷에 대한 주소 변환을 수행한다(214). 즉, 제1 사용자로부터 송신된 패킷을 제2 사용자에게 성공적으로 전달하기 위해 송신 측 주소를 T1_1에서 S1으로, 수신 측 주소를 S2에서 T2_2로 변환하여 제2 사용자의 단말 2b(132)에 패킷을 전송한다(216).

한편, 도 2b는 제1 단말그룹(120)에서 제2 단말그룹(130)으로 패킷을 전송하는 도중에 제2 사용자에 의해 제2 단말그룹(130) 내의 액티브 단말이 변경(단말 2b → 단말 3b)되는 상황의 제어 프로세스를 도시하고 있다.

도 2를 참조하면, 패킷 전송 도중 제2 단말그룹(130) 내의 새로운 액티브 단말이 된 단말 3b는 이 상황을 반영하기 위해 IP 주소 매핑정보 갱신 내용을 즉시 매핑정보 관리부(100)로 전달한다(220). 이러한 갱신 내용에는 제2 사용자의 고유 IP 주소인 S2와 단말 3b의 IP 주소인 T2_3 간의 매핑정보, 즉 [S2 : T2_3]가 포함된다. 매핑정보를 전달받은 매핑정보 관리부(100)는 자신이 저장하고 있는 제2 사용자에 대한 매핑정보를 [S2 : T2_3]로 갱신(222)하고, 동일한 내용을 패킷 전송 제어부(110)에 통보한다(224). 이는 향후 제1 단말그룹(120)에서 전송되는 패킷의 주소 변환 수행 시 제2 단말그룹(130)의 액티브 단말이 변경된 것을 반영하기 위한 것이다.

도 2b에서는 매핑정보 관리부(100)가 능동적으로 패킷 전송 제어부(110)로 통보하는 방식만 나타내었으나, 기술 적용 시 추구하는 주안점에 따라 패킷 전송 제어부(110)가 주기적으로(또는 필요 시) 매핑정보 변경 내용을 요청하고 이에 대한 응답으로 매핑정보 관리부(100)가 변경 내용을 알려주는 방식을 사용하는 것도 가능하다.

이어서, 액티브 단말 변경에 따른 IP 주소 매핑정보 갱신이 완료되면, 이후부터 패킷 전송 제어부(110)는 제1 단말그룹(120)에서 제2 단말그룹(130)으로 전송되는 패킷(226)의 수신 측 주소를 액티브 단말의 주소(즉, T2_3)로 변환한다(228). 즉, 도 2b의 실시예에서는 송신 측 주소를 T1_1에서 S1으로, 수신 측 주소를 S2에서 T2_3로 변환한다. 송수신 주소가 변환된 패킷들은 일반적인 IP 패킷 라우팅 기능을 통해 제2 사용자의 새로운 액티브 단말인 단말 3b로 전달된다(230).

전술한 프로세스에서 얻을 수 있는 장점은 제2 사용자의 액티브 단말이 변경되었음에도 불구하고 제1 사용자 측에서는 데이터 소켓의 재생성(또는 설정 변경)이나 세션 재설립 프로세스 없이 끊김 없는 데이터 송신을 수행할 수 있게 된다는 점이다. 한편 도 2b의 실시예에서는 수신 측인 제2 단말그룹(130) 내의 액티브 단말이 변경되는 프로세스만을 나타내었으나, 송신 측인 제1 단말그룹(120) 내의 액티브 단말이 변경되는 경우에도 동일한 프로세스를 통해 매핑정보 갱신 및 패킷 송수신 주소 변환 제어를 수행할 수 있음은 직관적으로 알 수 있으므로 생략한다.

한편, 멀티 스크린 환경과 같이 개인 사용자가 다수의 단말을 사용해서 실시간 멀티미디어 등의 다양한 서비스를 제공받는 환경에서는 사용자가 임의의 시점에서 단 하나의 단말만을 사용한다는 제약을 두는 것은 바람직하지 않다. 즉, 사용자가 액티브 단말을 순차적으로 변경하면서 서비스를 사용하는 경우뿐만 아니라 동시에 2개 이상의 단말을 사용하는 경우도 같이 고려되어야 한다. 예를 들어, 멀티 스크린 환경에서 사용자 단말의 단락적인(Discrete) 변경은 스포츠 중계 시청과 같은 실시간 서비스에서 단말 변경 처리 지연 동안의 품질 불만족을 초래할 수 있다. 이러한 경우 서비스가 전환되는 두 단말에 대해 일시적으로 같은 콘텐츠를 제공해 줌으로써 서비스 연속성 측면의 체감품질(QoE: Quality of Experience) 향상을 꾀할 수 있다.

도 3은 전술한 바와 같이 사용자의 복수 단말 동시 사용을 지원하고 단말 변경 시의 체감품질 향상을 도모하기 위해 IP 주소 동시 매핑(Simultaneous Mapping) 및 바이캐스팅(Bicasting) 기능을 설명하기 위한 장치 간 프로세스를 도시한 흐름도이다.

도 3은 제2 사용자가 제2 단말그룹(130)의 단말 2b를 액티브 단말로 사용하는 도중에 단말 3b를 추가 액티브 단말로 설정하여 동시에 두 단말(단말 2b,3b)을 사용하는 상황을 설명하고 있으며, 이에 따라 변화되는 IP 주소 매핑정보 관리 및 패킷 전송 제어 프로세스를 보여준다.

도 3을 참조하면, 제1 단말그룹(120) 및 제2 단말그룹(130)이 최초로 IP 주소 매핑정보를 등록한 결과([S1 : T1_1], [S2 : T2_2])는 도 1,도 2a 및 도 2b에서 전술한 바와 동일하다(302,304,306,308).

최초 매핑정보 등록 프로세스(302,304,306,308) 이후 제2 사용자에 의해 제2 단말그룹(130) 내의 단말 3b가 추가 액티브 단말로 설정(310)되면, 단말 3b는 매핑정보 관리부(100)에 자신의 매핑정보를 추가해 줄 것을 요청한다(312). 이 요청에는 제2 사용자의 고유 IP 주소인 S2와 단말 3b의 IP 주소인 T2_3 간의 매핑정보, 즉 [S2 : T2_3]가 포함된다. 이에 따라 매핑정보 관리부(100)에 기록되어 있던 제2 사용자에 대한 매핑정보는 [S2 : T2_2]에서 [S2 : T2_2, T2_3]로 갱신된다(314). 즉, 제2 사용자의 액티브 단말로 단말 2b 및 3b가 동시에 설정되는 동시 매핑(Simultaneous Mapping) 상태를 유지하게 된다.

동시 매핑 프로세스가 완료되면 패킷 전송 제어부(110)는 갱신된 IP 주소 매핑정보를 기반으로 하여 제2 사용자에게 패킷을 단말 2b와 3b로 동시에 전달(Bicasting)할 수 있게 된다. 도 3에서 볼 수 있듯이 패킷 전송 제어부(110)는 제2 사용자의 고유 IP 주소 S2를 목적지로 하는 패킷을 복사하여, 각각의 목적지 주소를 단말 2b의 IP 주소(T2_2) 및 단말 3b의 IP 주소(T2_3)로 변환한다(320). 이렇게 복사 및 주소 변환된 패킷들은 IP 패킷 라우팅 기능을 통해 제2 사용자가 사용 중인 두 개의 액티브 단말(단말 2b, 3b)로 동시에 전달된다(322,324).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 MIP(Mobile IP) 기반의 IP 이동성 제어 구조 하에서의 다중 단말 다중화 장치를 도시한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 설명의 편의를 위해 비교적 동작 구조가 간단하고 보편적인 MIPv4를 사용하고 있으나, 본 발명은 MIP를 기반으로 하는 범위로 국한하는 것은 아니며, 여기서 제시되지 않은 다른 IP 이동성 제어 기법을 기반으로 구현할 수도 있을 뿐 아니라 단말 가상화를 위한 별도의 프로토콜을 개발하는 등 다양한 구현 방안이 제시될 수 있음은 자명하다. MIPv4 및 MIPv6는 IETF에서 정의한 IP 이동성 표준 규격(RFC3344, RFC3775)들로서, 프로토콜 구조 및 제어 프로세스 등 주요 특징이 잘 알려져 있는 기술이므로 MIP에 대한 상세한 설명은 생략한다.

MIP의 IP 주소 바인딩 및 터널링 방식은 이동 단말이 위치한 도메인 내의 FA(Foreign Agent)를 두는지 또는 이동 단말이 직접 HA(Home Agent)와 이동성 제어 프로세스를 수행하는지에 따라 FA CoA(Care-of Address) 방식과 Co-located CoA 방식으로 구분된다. 도 4의 실시예는 각 이동 단말이 개별적인 IP 주소를 할당받고 단말 가상화를 위한 IP 주소 바인딩 정보를 직접 등록/갱신하는 구조를 적용하기 용이하도록 Co-located CoA 방식을 채택하고 있다.

도 4의 상대 단말, 즉 CN(Correspondent Node)(420)은 MIPv4에서 정의된 개념과 동일하며, HA(400)는 단말의 이동성 바인딩 정보를 관리하는 단말 가상화 바인딩 정보 관리부(이하 '바인딩 정보 관리부'라 칭함)(402) 및 IP 터널 생성과 패킷 캡슐화를 제어하는 단말 가상화 패킷 전송 제어부('이하 '패킷 전송 제어부'라 칭함)(404)를 포함한다.

도 4를 참조하면 단말 가상화를 위한 IP 주소 바인딩 정보 관리는 MIPv4의 HA(400)에서 수행되는 이동 단말(410)의 HoA(Home Address) 및 CoA 간 바인딩 정보 관리 기능을 활용하여 구현할 수 있다. 패킷 전송 제어 기능은 HA(400)와 이동 단말(410) 간의 IP 터널링 기능을 사용하여 용이하게 구현할 수 있다.

구체적으로, IP 주소 바인딩 정보를 사용하는 기법은 IP 기반 네트워크에서 사용자 단말의 위치 변경에 대해 지속적인 통신 연결을 지원해 주는 IP 이동성 제어 기술 분야에서 사용된다. MIP, PMIP(Proxy MIP) 프로토콜 등으로 대표되는 IP 이동성 제어 기술은 이동 단말이 인터넷 연결을 유지하는 동안 고유하게 유지되는 고정 주소(HoA: Home Address) 및 이동 상황에 따라 수시로 변경되는 임시 주소(CoA: Care-of Address) 간의 바인딩 정보를 관리하고, 이를 기반으로 하여 핸드오버 발생 시 이동 단말에 대한 패킷 전달 경로를 조정하는 방식을 사용할 수 있다.

패킷 전달 경로를 제어하는 방법으로 터널링(Tunneling) 기법을 사용한다. 터널링 기법은 이동 단말의 HoA를 목적지 주소로 하는 패킷 전달을 위해 단말이 현재 위치한 CoA를 거쳐 전송이 되도록 하는 캡슐화(Encapsulation) 방식을 사용할 수 있다. 이러한 IP 이동성 제어 기술의 효과는 단말이 다양한 네트워크를 지속적으로 이동하는 도중에도 서비스 세션의 재설립 프로세스 없이 끊김 없는 데이터 송수신이 가능한 통신 환경을 제공해 준다.

도 1 내지 도 3에서 기술한 단말 가상화를 위한 IP 주소 매핑정보 등록/갱신 프로세스는 도 4에 나타난 MIPv4 등록 요청/응답(Registration Request/Reply) 프로세스를 사용해 동일한 효과를 구현할 수 있다. 이는 MIPv4에서 이동 단말의 HoA 및 CoA 간 바인딩 정보를 HA(400)에 등록하는 프로세스로서, 이 프로세스 상의 HoA를 제1 사용자의 IP 주소인 S1으로, CoA를 액티브 단말의 개별 IP 주소인 T1_1으로 설정함으로써 별도의 추가 기능 없이 바인딩 정보를 등록/갱신하는 것이 가능하다.

또한 도 1 내지 도 3에서의 패킷 송수신 주소 변환 프로세스는 HA(400)와 이동 단말(410) 간의 IP-in-IP 터널링 기능을 사용하여 필요한 동작을 수행하게 할 수 있다. CN(420)으로부터 제1 사용자의 주소 S1으로 전달되는 패킷은 우선 분기점(Anchor Point)인 HA(400)로 전달되는데, HA(400)는 자신이 관리하고 있는 이동성 바인딩 정보를 참조함으로써 이러한 패킷을 어떠한 CoA로 터널링해서 보내야 하는지를 알 수 있다. 이를 통해 각 패킷들의 송신 주소를 HA(400)의 주소, 수신 주소를 액티브 단말의 주소인 T1_1으로 설정한 패킷 헤더를 추가(캡슐화)하여 전송한다. 이렇게 캡슐화된 패킷들은 기본적인 IP 터널링 기능을 통해 최종 목적지인 단말 그룹(410)의 단말 1(411)까지 정상적으로 전달될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에서 기술한 MIPv4 기반의 단말 가상화 구현 예에서 실질적으로 제어 동작이 수행되는 프로세스를 순차적으로 표현한 제어 흐름도이다. 이때 설명의 편의를 위해 도 4의 도면부호를 인용한다.

도 5a를 참조하면, 단말그룹(410) 내의 액티브 단말이 최초로 결정(500)되면 단말 가상화를 위한 IP 주소 바인딩 정보 등록은 MIPv4 등록 요청 메시지의 HoA 정보를 S1, CoA 정보를 T1_1으로 설정하여 HA(400)로 전달하는 프로세스를 수행한다(502).

이 프로세스에 의해 HA(400)는 [HoA: S1, CoA: T1_1]으로 설정되는 이동성 바인딩 엔트리를 생성하여 관리하게 된다(506). CN(420)으로부터 사용자의 주소인 S1을 수신 측 주소로 하는 패킷이 전달(508)되면, HA(400)는 이동성 바인딩 정보를 참조(510)하여 [송신: HA, 수신: T1_1]으로 설정된 패킷 헤더를 원본 패킷에 덧붙임으로써 캡슐화를 수행한다(512). 이렇게 캡슐화된 패킷은 IP-in-IP 터널을 통해 단말그룹(410)의 단말 1(411)로 전달(514)되며, 최종적으로 단말 1(411)에서 캡슐화를 위해 추가된 패킷 헤더를 제거함으로써 원본 패킷을 복원할 수 있게 된다(516).

한편, 도 5b를 참조하면 단말그룹(410)이 패킷을 수신하는 도중 사용자에 의해 액티브 단말이 단말 1(411)에서 단말 2(412)로 변경되는 경우, 단말 2(412)는 이러한 사실을 HA(400)의 이동성 바인딩 정보에 반영하기 위해 MIPv4 등록 요청 메시지를 HA(400)로 송신한다(520). 이 메시지는 HoA 정보를 S1, CoA 정보를 T1_2로 설정되어 전달된다. 이 프로세스에 의해 HA(400)는 기존에 관리하고 있던 이동성 바인딩 엔트리, 즉 [HoA: S1, CoA: T1_1]를 [HoA: S1, CoA: T1_2]로 수정하여 갱신한다(522).

이후 CN(420)으로부터 S1을 수신 측 주소로 하는 패킷이 전달(524)되면, HA(400)는 갱신된 이동성 바인딩 정보를 참조(526)하여 [송신: HA, 수신: T1_2]로 설정된 패킷 헤더를 원본 패킷에 덧붙임으로써 캡슐화를 수행한다(528). 캡슐화된 패킷은 IP-in-IP 터널을 통해 단말 2(412)로 전달(530)되며, 최종적으로 단말 2(412)에서 캡슐화를 위해 추가된 패킷 헤더를 제거함으로써 원본 패킷을 복원할 수 있게 된다(532). 이에 따라, 사용자는 액티브 단말을 변경한 이후에도 데이터 소켓의 재생성(또는 설정 변경)이나 세션 재설립 프로세스 없이 끊김 없는 패킷 수신을 지원받을 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.

100 : 단말 가상화 매핑정보 관리부
110,404 : 단말 가상화 패킷 전송 제어부
400 : 단말 가상화 바인딩 정보 관리부

Claims

그루핑(grouping)된 제1 사용자의 송신 단말들 및 그루핑된 제2 사용자의 수신 단말들을 패킷 송수신 주소 변환을 기초로 각각 가상화하여 단말 간 패킷 송수신시에 각 사용자가 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하도록 제어하는 단말 가상화부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 단말 가상화부는
사용자 개인식별정보와 상기 사용자의 단말 별 아이피 주소 간의 매핑정보를 관리하는 단말 가상화 매핑정보 관리부; 및
상기 매핑정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환하여 그루핑된 송신 단말들 및 수신 단말들 간 패킷 교환을 제어하는 단말 가상화 패킷 전송 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는
제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말로부터, 패킷 송신 주소가 상기 송신 단말의 아이피 주소로 설정되고 패킷 수신 주소가 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보로 설정된 패킷을 수신하면,
상기 매핑정보를 사용하여 상기 패킷 송신 주소를 그루핑된 송신 단말들의 사용자 개인식별정보로 변환하여 제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말에 패킷을 전송함에 따라 상기 제2 사용자가 그루핑된 송신 단말들을 단일 단말로 인식하게 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는
제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말로부터, 패킷 송신 주소가 상기 송신 단말의 아이피 주소로 설정되고 패킷 수신 주소가 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보로 설정된 패킷을 수신하면,
상기 매핑정보를 사용하여 상기 패킷 수신 주소를 제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말의 아이피 주소로 변환하여 상기 수신 단말에 패킷을 전송함에 따라 상기 제1 사용자가 그루핑된 수신 단말들을 단일 단말로 인식하게 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 단말 가상화 매핑정보 관리부는 그루핑된 단말들 중에서 사용자가 사용하는 단말이 변경되면, 사용자 개인식별정보 및 상기 변경된 단말의 아이피 주소 간 매핑정보를 갱신하여 관리하고,
상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는 상기 갱신된 매핑정보를 사용하여 패킷 송수신 주소 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 단말 가상화 매핑정보 관리부는, 그루핑된 단말들 중에서 사용자가 사용하는 단말이 추가되면, 사용자 개인식별정보 및 추가된 단말을 포함한 각 단말의 아이피 주소 간 복수 개의 매핑정보를 등록하여 관리하고,
상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는 상기 복수 개의 매핑정보를 사용하여 패킷을 매핑정보 수만큼 복사하고, 패킷 송수신 주소를 각 매핑정보에 따라 변환하여 패킷을 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 사용자 개인식별정보는 사용자 고유 아이피 주소, 이메일 주소, 공중 교환 전화망 번호 또는 이동 전화망 번호, 유알엘/유알아이, 이동국 식별번호, 네트워크 접근 식별자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는
패킷 헤더 수정을 통한 직접 변환 방식 또는 패킷 캡슐화를 통한 터널링 방식을 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
다중 단말 가상화 장치의 다중 단말 가상화 방법에 있어서,
제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말의 아이피 주소와 상기 제1 사용자의 그루핑된 송신 단말들의 사용자 개인식별정보 간 매핑정보를 등록하는 단계;
제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말의 아이피 주소와 상기 제2 사용자의 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보 간 매핑정보를 등록하는 단계; 및
상기 등록된 매핑정보를 기초로 패킷 송수신 주소를 변환하여 송수신 단말 간 패킷 교환을 제어함에 따라 각 사용자들이 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하도록 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 사용자들이 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하게 하는 단계는,
제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말로부터, 패킷 송신 주소가 상기 송신 단말의 아이피 주소로 설정되고 패킷 수신 주소가 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보로 설정된 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 등록된 매핑정보를 사용하여 상기 패킷 송신 주소를 그루핑된 송신 단말들의 사용자 개인식별정보로 변환하여 제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말에 패킷을 전송함에 따라 상기 제2 사용자가 그루핑된 송신 단말들을 단일 단말로 인식하게 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 사용자들이 상대의 그루핑된 단말들을 단일 단말로 인식하게 하는 단계는,
제1 사용자가 현재 사용중인 송신 단말로부터, 패킷 송신 주소가 상기 송신 단말의 아이피 주소로 설정되고 패킷 수신 주소가 그루핑된 수신 단말들의 사용자 개인식별정보로 설정된 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 등록된 매핑정보를 사용하여 상기 패킷 수신 주소를 제2 사용자가 현재 사용중인 수신 단말의 아이피 주소로 변환하여 상기 수신 단말에 패킷을 전송함에 따라 상기 제1 사용자가 그루핑된 수신 단말들을 단일 단말로 인식하게 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 9 항에 있어서,
그루핑된 단말들 중에서 사용자가 사용하는 송신 단말 또는 수신 단말이 변경되면, 사용자 개인식별정보 및 변경된 송신 단말 또는 수신 단말의 아이피 주소 간 매핑정보를 갱신하여 관리하는 단계; 및
상기 갱신된 매핑정보를 사용하여 패킷 송수신 주소 변환을 수행하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 9 항에 있어서,
그루핑된 단말들 중에서 송신 단말 또는 수신 단말이 추가되면, 사용자 개인식별정보 및 추가된 각 송신 단말 또는 수신 단말을 포함한 각 단말의 아이피 주소 간 복수 개의 매핑정보를 등록하여 관리하는 단계;
상기 복수 개의 매핑정보를 사용하여 패킷을 매핑정보 수만큼 복사하는 단계; 및
패킷 송수신 주소를 각 매핑정보에 따라 변환하여 패킷을 동시에 전송하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
그루핑된 동일 사용자의 이동 단말들의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보를 관리하는 단말 가상화 바인딩 정보 관리부; 및
상기 바인딩 정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환한 후 패킷을 캡슐화하고 상기 그루핑된 이동 단말들 중 사용자가 현재 사용 중인 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 상기 캡슐화된 패킷을 상기 이동 단말에 전송하는 단말 가상화 패킷 전송 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 이동 단말들의 고정 주소는 상기 이동 단말들의 사용자 고유 아이피 주소이고, 상기 이동 단말들의 이동 주소는 상기 이동 단말들 각각의 아이피 주소인 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 단말 가상화 바인딩 정보 관리부는 상기 그루핑된 이동 단말들 중에서 사용자가 사용하는 이동 단말이 변경되면, 상기 변경된 이동 단말의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보로 바인딩 정보를 갱신하여 관리하고,
상기 단말 가상화 패킷 전송 제어부는 상기 갱신된 바인딩 정보를 사용하여 패킷 송수신 주소를 변환한 후 패킷을 캡슐화하고 상기 변경된 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 상기 캡슐화된 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 장치.
다중 단말 가상화 장치의 다중 단말 가상화 방법에 있어서,
그루핑된 동일 사용자의 이동 단말들의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보를 등록하는 단계;
상대 단말로부터 상기 그루핑된 이동 단말들의 사용자 개인식별정보가 패킷 수신 주소로 설정된 패킷을 수신하면 상기 바인딩 정보를 사용하여 상기 패킷 수신 주소를 상기 그루핑된 이동 단말들 중에서 사용자가 사용 중인 이동 단말의 아이피 주소로 변경하여 상기 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계; 및
상기 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 상기 캡슐화된 패킷을 상기 이동 단말에 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계는,
상기 패킷 수신 주소가 상기 이동 단말의 아이피 주소로 변경된 패킷 헤더를 원본 패킷에 덧붙여 캡슐화하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 그루핑된 이동 단말들 중에서 사용자가 사용하는 이동 단말이 변경되면, 상기 변경된 이동 단말의 고정 주소와 이동 주소 간 바인딩 정보로 바인딩 정보를 갱신하는 단계; 및
상기 갱신된 바인딩 정보를 사용하여 패킷 수신 주소를 변경하여 패킷을 캡슐화하고 상기 변경된 이동 단말과 아이피 터널링을 수행하여 상기 캡슐화된 패킷을 상기 변경된 이동 단말에 전송하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 단말 가상화 방법.