KR20120133695A - 멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드 - Google Patents

멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드 Download PDF

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Abstract

멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드가 개시된다. IP(Internet Protocol) 네트워크에서 멀티캐스팅 서비스를 제공하기 위한 방법은, 무선노드가 위치하는 지역에 할당된 네트워크 프리픽스와 무선노드가 위치하는 지역에 설정된 개인 영역 네트워크(Personal Area Network)의 ID(Identification) 중 적어도 하나를 이용하여, 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹에게 멀티캐스팅 서비스를 제공한다.

Description

멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드{Method and Wireless Node for Providing Multicasting Service}
본 발명은 멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선노드들이 위치하는 개인 영역 네트워크의 ID와 네트워크 프리픽스를 이용하여 멀티캐스팅 주소를 설정할 수 있는 멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드에 관한 것이다.
인터넷의 발전을 배경으로 사물기반의 저전력 무선 통신환경에서도 인터넷을 지원하고자 하는 표준의 움직임이 일어나고 있다. 즉, 무수히 많은 저전력 무선장치가 생활 주변에 배치되고, 사용자는 저전력 무선장치로부터 장소와 시간에 제한받지 않고 정보를 받아 저전력 무선장치가 배치된 장소를 관리할 수 있다.
예를 들면, 사용자는 소스 지정 멀티캐스팅(SSM: Source-Specific Multicast) 방식을 이용하여 특정 무선장치(즉, 멀티캐스트 소스)를 지정함으로써 멀티캐스팅 서비스를 요청할 수 있다. 그러나, 모든 저전력 무선장치들, 즉, 주변 사물들에 통신 능력을 부여하게 되는 경우, 하나의 저전력 네트워크 내에는 수많은 무선장치가 구비되어, 인터넷 규모는 무한대로 증가하게 된다. 이러한 경우, 사용자는 하나의 저전력 네트워크 내의 여러 무선장치로부터 멀티캐스팅 서비스를 제공받기 위해서는, 여러 무선장치들에게 개별적으로 멀티캐스팅 서비스를 요청하여야 한다. 따라서, 기존의 소스 지정 멀티캐스팅 방식을 저전력 네트워크에 적용하는 것은 적합하지 않다.
본 발명은 멀티캐스팅 서비스와 관련된 그룹에 가입하려는 경우 특정 멀티캐스트 소스를 일일이 지정하여야 하는 번거로움을 해소하고, 네트워크 프리픽스와 개인 영역 네트워크 ID를 이용하여 특정 네트워크의 여러 소스로부터 멀티캐스팅 서비스를 제공받을 수 있는 멀티캐스팅 서비스 방법 및 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 무선 노드를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, IP(Internet Protocol) 네트워크에서 멀티캐스팅 서비스를 제공하기 위한 방법은, 무선노드가 위치하는 지역에 할당된 네트워크 프리픽스와 상기 무선노드가 위치하는 지역에 설정된 개인 영역 네트워크(Personal Area Network)의 ID(Identification) 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹에게 상기 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 단계;를 포함한다.
상기 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 단계는, 상기 멀티캐스팅 서비스를 제공받기 위해 사용자 단말기가, 상기 네트워크 프리픽스와 PAN ID를 기반으로 생성되는 수신할 멀티캐스트 주소를 이용하여 라우터에게 상기 그룹으로의 가입을 요청하는 단계;를 포함한다.
상기 멀티캐스트 주소는 IPv6 주소일 수 있다.
상기 가입을 요청하는 단계는, 상기 사용자 단말기가, 상기 멀티캐스팅 서비스를 요청한 상기 그룹의 ID인 그룹 ID를 상기 개인 영역 네트워크의 ID를 이용하여 생성하는 단계; 및 상기 사용자 단말기가, SSM(Source-Specific Multicast) 방식에 따라 상기 생성된 그룹 ID 및 상기 네트워크 프리픽스를 상기 라우터에게 전송하여 상기 그룹으로의 가입을 요청하는 단계;를 더 포함한다.
상기 라우터는 상기 사용자 단말기로부터 수신된 상기 네트워크 프리픽스에 상기 개인 영역 네트워크의 ID를 포함하는 상기 그룹 ID를 매핑하여 라우팅 테이블을 생성한다.
상기 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 단계는, 상기 무선노드가 상기 그룹의 ID인 그룹 ID를 상기 개인 영역 네트워크의 ID를 이용하여 생성하는 단계; 상기 생성된 그룹 ID를 이용하여 멀티캐스트 주소를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 멀티캐스트 주소를 포함하는 멀티캐스트 메시지를 생성하여 상기 라우터에게 전송하는 단계;를 더 포함한다.
상기 라우터는 상기 수신된 멀티캐스트 메시지의 멀티캐스트 주소에 기록된 상기 그룹의 ID를 참조하여 상기 멀티캐스트 메시지를 상기 그룹에게 멀티캐스팅한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 무선 노드는, 네트워크 프리픽스와 개인 영역 네트워크(Personal Area Network)의 ID(Identification) 중 적어도 하나를 이용하여 사용자 단말기와 통신하는 통신부; 및 상기 네트워크 프리픽스와 상기 PAN의 ID 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자 단말기에게 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 제어부;를 포함한다.
본 실시예에 따르면, 저전력 무선 장치 기반의 노드가 생성하는 멀티캐스트 메시지의 주소를 개인 영역 네트워크(PAN: Personal Area Network)의 ID를 이용하여 설정함으로써, 멀티캐스트 메시지를 제공받는 클라이언트는 멀티캐스트 메시지가 실제 물리적으로 어느 네트워크에서 전송되었는지를 쉽게 알 수 있다.
또한, 클라이언트는 동일한 PAN에 위치하는 무선노드들의 PAN ID와 네트워크 프리픽스를 이용하여 복수의 무선노드들이 제공하는 멀티캐스트 서비스를 요청할 수 있다. 이로써, 클라이언트는 간단한 절차로 멀티캐스트 그룹에 등록하고, 원하는 정보를 서비스 받을 수 있다.
또한, 본 실시예는, 유니캐스트 프리픽스 기반 IPv6 멀티캐스트 방법 중 동적으로 멀티캐스트 주소를 생성하는 기법을 사용하고, IEEE 802.15.4의 PAN ID를 사용해 그룹 ID를 만듦으로써, 다중 저전력 무선 노드가 그룹으로 멀티캐스트 메시지를 전송할 수 있도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 유무선 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 실시예에 따른 제1무선노드의 블록도,
도 3은 본 실시예에 따른 IP 네트워크에서 사용되는, PAN ID를 이용한 IPv6 멀티캐스트 주소의 체계를 도시한 도면,
도 4는 본 실시예에 따른 멀티캐스트 라우터의 블록도, 그리고,
도 5는 본 실시예에 따른 PAN에 위치하는 무선노드의 멀티캐스팅 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 실시예에 따른 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 유무선 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 멀티캐스팅 서비스 제공을 위한 유무선 시스템은 제1 내지 제3단말기들(11, 12, 13), 제1 내지 제5라우터들(21, 22, 23, 24, 25) 및 제1 내지 제10무선노드들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40)을 포함한다.
제1 내지 제3단말기들(11~13)은 무선 센서 네트워크가 제공하는 서비스를 관리하는 관리자 또는 사용자가 사용하는 단말기이다.
제1 내지 제5라우터들(21~25)은 제1 내지 제3단말기들(11~13)로부터 멀티캐스팅 서비스 요청이 있으면, 제1 내지 제3단말기들(11~13)을 해당 그룹에 조인시킨다. 또한, 제1 내지 제5라우터들(21~25)은 제1 내지 제10무선노드들(31~40) 중 하나로부터 이벤트가 발생하여 멀티캐스트 메시지가 수신되면, 멀티캐스트 메시지를 해당 그룹으로 멀티캐스팅하기 위한 경로를 제공한다.
제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 초경량 및 저전력 기반의 무선 통신이 가능한 장치로서, 일 예로, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 가전제품, 전등과 같은 장치에 구비되거나, 스마트 그리드 구현에 사용될 수 있다. 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구현하기 위해 무선 센서 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 저전력 무선 네트워크를 기반으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 저전력 무선 네트워크에서 멀티캐스팅을 수행할 수 있다.
멀티캐스팅을 위한 유무선 시스템을 이루는 네트워크
본 실시예에 따른 유무선 시스템을 이루는 네트워크에 대해 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 유무선 시스템은 IPv6 네트워크와 IP(Internet Protocol) 기반 저전력 무선 개인 영역 네트워크(6LoWPAN: IPv6-based Low-power Wireless Personal Area Network) 간의 멀티캐스팅 서비스를 제공할 수 있다.
IPv6 네트워크는 유선망, 또는 무선망에서 통신 서비스를 제공하며, 도 1의 경우 제1 내지 제3단말기들(11~13) 및 제1 내지 제5라우터들(21~25)를 포함할 수 있다. 6LoWPAN은 제1 내지 제10무선노드들(31~40)을 포함한다.
제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 무선 센서 네트워크에서 무선 통신을 위한 프로토콜로서 IEEE 802.15.4 표준을 사용할 수 있다. IEEE 802.15.4 표준은 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)의 MAC(Medium Access Control) 계층과 PHY(Physical) 계층의 표준으로서, 전송률이 낮고 전송 거리가 비교적 짧은 무선 개인 네트워크 환경에서 사용된다.
또한, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6 데이터 패킷을 전송하기 위하여, 6LoWPAN 기술을 사용할 수 있다. 6LoWPAN은 IEEE 802.15.4의 MAC/PHY의 상위계층으로서, IPv6, TCP/UDP 등 인터넷에서 사용하는 통신 프로토콜을 이용할 수 있는 환경을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 제1 내지 제6무선노드들(31~36)은 제1PAN(P1)에 위치하고, 제7 내지 제10무선노드들(37~40)은 제2PAN(P2)에 위치할 수 있다.
개인 영역 네트워크(PAN: Personal Area Network)는 IP 네트워크가 임의로 또는 사전에 정해진 규칙에 따라 구획된 영역으로서, 하나의 PAN에는 하나 이상의 무선노드(여기서, '무선노드'는 무선 라우팅 기능을 포함할 수도 있다)가 위치한다.
예를 들어, 가정용 네트워크에서 관리자는 댁내의 각 방을 개별적인 PAN으로 구분하고, 각 PAN에 PAN ID를 부여할 수 있다. 도 1의 경우, 관리자는 제1PAN(P1)에 'PAN1'이라는 PAN ID를 부여하고, 제2PAN(P2)에 'PAN2'라는 PAN ID를 부여하였다. 제1PAN(P1)과 제2PAN(P2)에는 동일한 네트워크 프리픽스가 할당되어 있을 수 있다. 관리자는 무선노드들을 이용하여 서비스를 제공받거나 무선노드들(31~40)을 관리하는 사람으로서, 제1 내지 제3단말기들(11~13)의 사용자일 수도 있다.
Source Specific 멀티캐스트 서비스를 위한 초기 설정 과정 및 멀티캐스팅 서비스 제공
소스 지정 멀티캐스트(SSM: Source-Specific Multicast) 서비스를 위한 초기 설정 과정의 일 예에 대해 간단히 설명한다. 제1 내지 제10무선노드들(31~40)의 동작은 동일하므로, 제1무선노드(31)를 예로 들어 설명한다.
먼저, 본 실시예에서 기재되는 초기 설정 과정은 일 예로서 이에 한정되지 않으며, 다른 방식 또는 다른 프로토콜을 사용하여 초기 설정 과정이 이루어질 수 있을 것이다.
SSM의 경우, 멀티캐스트 서비스를 하는 소스, 즉, 제1무선노드(31)는 멀티캐스트 서비스가 가능한 멀티캐스트 라우터(예를 들어, 제1라우터(21))에게 등록하는 절차를 수행한다. 예를 들어, 제1무선노드(31)는 제1라우터(21)의 IP를 이용하여 제1라우터(21)에게 자신이 제공할 멀티캐스트 서비스와 제1무선노드(31)의 IP를 전송하면서 등록을 요청할 수 있다.
제1 내지 제5라우터들(21~25) 중 멀티캐스트 라우터로 동작하는 라우터는 제1무선노드(31)의 요청에 따라 제1무선노드(31)가 제공할 멀티캐스트 서비스와 제1무선노드(31)의 ID를 라우팅 테이블에 저장함으로써, 제1무선노드(31)의 등록을 완료한다.
제1무선노드(31)의 등록절차가 완료된 후, 관리자 또는 사용자에 의해, 제1단말기(11)는 원하는 서비스에 가입하는 조인 절차를 수행한다. 즉, 제1단말기(11)는 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스팅 서비스를 요청한다. 멀티캐스트 라우터는 라우팅 경로에 위치하며, 제1 내지 제5라우터들(21~25) 중 적어도 하나일 수 있다. 제1단말기(11)는 원하는 제1무선노드(31)가 위치하는 지역에 할당된 네트워크 프리픽스와 제1무선노드(31)가 위치하는 지역에 설정된 PAN의 ID인 PAN ID 중 적어도 하나를 이용하여 채널을 설정하고, 설정된 채널을 이용하여 적어도 하나의 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스팅 서비스를 요청한다. PAN 및 채널 설정에 대해서는 후술한다.
제1 내지 제5라우터들(21~25) 중 멀티캐스트 라우터로 동작하는 라우터는 제1단말기(11)로부터 멀티캐스팅 서비스 요청을 수신하면, 승인 메시지를 이용하여 제1단말기(11)에게 응답한다. 그리고, 멀티캐스트 라우터는 제1단말기(11)가 참여를 원한 그룹에 제1단말기(11)를 참여시켜 그룹의 구성원으로서 등록하고, 후술할 [표 1]과 같은 라우팅 테이블을 생성한다. 이로써, 제1단말기(1)는 가입을 원하는 그룹과 조인이 이루어지고, SSM 서비스를 위한 초기 설정이 완료된다.
초기 설정 중 단말기의 멀티캐스팅 서비스 요청 시 채널 설정
이하에서는 상술한 초기 설정 동작 중 제1단말기(11)가 채널을 설정하고, 설정된 채널을 이용하여 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 동작에 대해 설명한다.
제1단말기(11)는 기존의 SSM 방식에서 지원하는 (S, G) 채널을 응용하여 그룹 가입을 요청할 수 있다. 'S'는 소스의 Full IP 주소, 'G'는 멀티캐스트 주소로서, 멀티캐스트 그룹의 IP이다. '소스'는 원하는 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 무선노드로서, 제1 내지 제10무선노드들(31~40) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1단말기(11)는 멀티캐스팅 서비스를 제공받는 그룹의 ID(이하, '그룹 ID'라 함)를 PAN의 ID(이하, 'PAN ID'라 함)를 이용하여 생성한다. 그리고, 제1단말기(11)는 무선노드가 위치하는 지역의 네트워크 프리픽스 및 생성된 그룹 ID를 각각 (S, G) 채널의 'S'와 'G'에 대입하여 (네트워크 프리픽스, PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소) 채널을 생성한다. PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소는 생성된 채널을 수신할 그룹의 ID에 의해 생성된 멀티캐스트 주소일 수 있다. 또한, PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소는 IPv6 주소를 사용할 수 있다. 제1단말기(11)는 (네트워크 프리픽스, PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소) 채널을 멀티캐스트 라우터에게 전송하여 멀티캐스팅 서비스와 관련된 그룹으로의 가입을 요청한다. 특히, (네트워크 프리픽스, 기반으로 한 멀티캐스트 주소) 채널 중 '네트워크 프리픽스'는 기존의 특정 멀티캐스트 소스 대신 지정되어 멀티캐스트 그룹의 가입 요청에 사용될 수 있다. 이로써, 멀티캐스트 그룹의 가입 과정은 단순화될 수 있다. 또한, (네트워크 프리픽스, PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소) 채널 중 'PAN ID를 기반으로 한 멀티캐스트 주소'는 사용자가 원하는 무선노드가 위치한 지역을 지정 및 선별하는데 사용된다.
이때, 사용자는 네트워크 프리픽스가 설정된 지역에 위치하는 무선노드로부터 제공되는 패킷만을 수신할지, 또는 네트워크 프리픽스가 설정된 지역에 위치하는 무선노드 외로부터 제공되는 패킷만을 수신할지에 대한 의사를 제1단말기(11)를 이용하여 멀티캐스트 라우터에게 표현할 수 있다. '패킷'은 무선노드로부터 제공되는 정보를 포함하는 멀티캐스트 메시지를 의미한다.
제1단말기(11)로부터 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 메시지를 수신한 적어도 하나의 멀티캐스트 라우터는 [표 1]과 같은 라우팅 테이블을 생성한다.
Multicast Source Prefix
(64bits)		 Multicast Destination Address
(128bits)		 Interface
aaaa:bbbb:cccc:dddd FFOx::xxxx::yyyy A
[표 1]을 참조하면, 'Multicast Source Prefix' 항목은 제1단말기(11)가 멀티캐스트 서비스를 요청할 때 채널에 설정한 네트워크 프리픽스의 정보를 나타낸다. 'Multicast Destination Address' 항목은 멀티캐스팅 서비스를 요청한 제1단말기(11)의 어드레스 정보로서, 'xxxx'는 제1단말기(11)가 서비스를 요청한 저전력 무선네트워크의 무선노드가 위치하는 지역의 16bits PAN ID, 'yyyy'는 제1단말기(11)가 속한 그룹의 ID인 그룹 ID이다. 그룹 ID는 상술한 바와 같이 노멀 그룹 ID 또는 PAN ID를 이용한 그룹 ID일 수 있다.
'Interface' 항목은 멀티캐스트 라우터가 멀티캐스트 메시지를 라우팅할 경로로서, 물리적 링크를 나타낸다. 제1단말기(11)가 제1무선노드(31)로부터의 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 경우, 멀티캐스트 라우터는 제1 및 제3라우터들(21, 23)일 수 있다. 따라서, 제1 및 제3라우터들(21, 23)은 [표 1]과 같은 라우팅 테이블을 생성하여 저장하며, 'Interface' 정보는 서로 다를 수 있다. 제1라우터(21)에는 'Interface' 정보로서 제1PAN(P1)까지의 경로와 제3라우터(23)까지의 라우팅 경로가 기록되고, 제3라우터(23)에는 'Interface' 정보로서 제1라우터(21)까지의 라우팅 경로가 기록될 수 있다.
이후, 제1 내지 제5라우터들(21~25)은 제1 내지 제10무선노드들(31~40) 중 어느 하나로부터 멀티캐스트 메시지가 생성되면, 생성된 멀티캐스트 메시지를 서비스를 요청한 그룹으로 멀티캐스팅하기 위한 경로를 제공한다. 예를 들어, 제1단말기(11)로부터 수신된 멀티캐스트 서비스 요청 메시지에 설정된 PAN에 위치하는 무선노드로부터 이벤트가 발생하면, 멀티캐스트 라우터는 라우팅 테이블의 인터페이스에 설정된 경로를 참조하여 제1단말기(11)가 속한 그룹의 모든 단말기들에게 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스팅한다.
제1무선노드 (31)의 멀티캐스트 메시지 전송을 위한 주소 설정
IP 네트워크에서 멀티캐스팅 서비스를 제공하기 위해, 단말기는 상술한 바와 같이 무선노드가 위치하는 지역에 할당된 네트워크 프리픽스와 무선노드가 위치하는 지역에 설정된 PAN를 이용하여 서비스를 요청하고, 무선노드는 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹에게 PAN ID를 이용하여 멀티캐스팅 서비스를 제공할 수 있다.
자세히 설명하면, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 적어도 하나의 이벤트를 감지할 수 있다. 이벤트가 발생되면, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 이벤트를 감지하여 멀티캐스트 메시지를 생성하며, 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스트 메시지를 전송한다. 멀티캐스트 라우터에게 전송되는 멀티캐스트 메시지는 도 3을 참조하여 설명할 멀티캐스트 주소의 체계를 갖는다.
또한, 본 실시 예에서, 도시하지는 않았지만 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 제1무선노드(31)는 이벤트를 감지하는 구성요소를 더 포함할 수 있으며, 다만 이러한 구성요소는 공지의 기술이므로 상세히 설명하지 않더라도 본 발명에 속하는 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
제1무선노드(31)가 멀티캐스트 메시지를 생성하고, 제1단말기(11)가 멀티캐스트 메시지를 수신하는 리시버인 경우, 멀티캐스트 라우터는 제1라우터(21)와 제3라우터(23)일 수 있다. 이를 위하여, 제1 내지 제10무선노드들(31~40)은 i) 각각 자신의 PAN의 ID와, ii) 이벤트와 관련된 멀티캐스팅 서비스에 속한 그룹의 노멀 그룹 ID를 이용하여 새로운 그룹 ID를 생성하고, 생성된 그룹 ID 를 이용하여 IPv6 멀티캐스트 주소를 설정할 수 있다. 본원 명세서에서, ‘그룹 ID’라고 함은, ‘무선 노드가 속해있는 그룹을 나타내는 그룹 ID’(이하, ‘노멀 그룹 ID’라고 함)와, ‘PAN ID를 이용하여 새롭게 생성한 그룹 ID’를 모두 포함하는 의미로 사용하되, 특별히 구별의 실익이 있는 경우에는 전자는 노멀 그룹 ID라고 지칭하고, 후자는 PAN ID를 이용한 그룹 ID라고 지칭하기로 한다.제1 내지 제9무선노드들(31~39)이 멀티캐스트 메시지의 주소를 설정하는 방법은 동일하므로, 이하에서는 제1무선노드(31)를 예로 들어 본 실시예에서 제안하는 멀티캐스트 메시지의 주소를 설정하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 본 실시예에 따른 제1무선노드의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제1무선노드(31)는 노드 통신부(210), 노드 저장부(220) 및 노드 제어부(230)를 포함한다.
노드 통신부(210)는 제1PAN(P1)과 통신하는 적어도 하나의 멀티캐스트 라우터(도 1의 경우, 제1라우터(21)) 와 무선 통신을 하며, 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스트 라우터에게 전송한다.
노드 저장부(220)는 제1무선노드(31)가 속해 있는 그룹의 ID인 노멀 그룹 ID, 제1PAN의 ID인 ‘PAN1’, 제1멀티캐스트 주소를 설정하는데 필요한 정보, 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스트 라우터로 전송하는데 필요한 정보를 저장하고 있다.
노드 제어부(230)는 노드 저장부(220)에 저장된 그룹의 ID와 제1PAN의 ID를 이용하여 멀티캐스트 주소를 설정한다. 멀티캐스트 주소는 제1무선노드(31)가 멀티캐스트 라우터로 멀티캐스트 메시지를 전송할 때 사용된다.
도 3은 본 실시예에 따른 PAN ID를 이용한 IPv6 멀티캐스트 주소의 체계를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, PAN ID를 이용한 IPv6 멀티캐스트 메시지의 주소는 최상위 8bits의 시작 필드(310), 4bits의 플래그 필드(320), 4bits의 스코프 필드(330), 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹의 ID를 나타내는 112bits의 그룹 ID 필드(340)를 포함하며, IP 네트워크에서 사용된다. 그룹 ID는 주어진 스코프 내에서 영구적이거나 또는 일시적으로 운영되는 멀티캐스트 그룹의 ID이다. 그룹 ID에 해당하는 그룹은 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 무선노드들의 식별정보를 포함한다.
자세히 설명하면, 노드 제어부(230)는 그룹 ID는 멀티캐스팅 서비스를 제공한 그룹의 노멀 그룹 ID(예를 들어, 0x40000000~0x7FFFFFFF의 값을 가짐)와 제1무선노드(31)가 위치한 PAN의 ID를 이용하여 새로운 그룹 ID를 생성하고, 생성된 그룹 ID를 그룹 ID 필드(340)에 기재할 수 있다. 예를 들어, 에어 컨디셔너의 온도가 낮아져 제1무선노드(31)에서 제1이벤트가 발생하면, 제1무선노드(31)는 자신이 속한 제1PAN(P1)의 ID인 'PAN1'과, 제1무선노드(31)와 같은 그룹에 속해있는 무선노드들의 노멀 그룹 ID를 조합하여 그룹 ID를 생성한다.
또는, 노드 제어부(230)는 그룹 ID 필드(340) 중 16bits에 해당하는 영역에는 PAN ID를 기재하고, 다른 16bits에 해당하는 영역에는 제1무선노드(31)가 속해있는 그룹의 노멀 그룹 ID(16bits로 표시되는 포맷을 가짐)를 기재할 수 있다. 이때, 16bits의 영역에 기재되는 노멀 그룹 ID와 PAN ID를 이용하여 생성되는 그룹 ID는 다른 값을 갖는다.
상술한 바와 같이, 노드 제어부(230)는 시작 필드(310), 플래그 필드(320), 스코프 필드(330) 및 그룹 ID 필드(340) 각각에 해당하는 값을 설정하여 멀티캐스트 주소를 설정완료한다.
도 3을 참조하여 설명한 PAN ID를 이용한 IPv6 멀티캐스트 주소의 체계는 제1 내지 제10무선 노드들(31~40)이 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스트 라우터에게 전송할 때 사용한다.
또한, 도 3을 참조하여 설명한 PAN ID를 이용한 IPv6 멀티캐스트 주소는, 멀티캐스트 라우터가 그룹에게 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹에게 멀티캐스팅할 때 사용된다.
멀티캐스트 라우터의 동작
도 4는 본 실시예에 따른 멀티캐스트 라우터의 블록도이다.
상술한 바와 같이 멀티캐스트 라우터는 제1 내지 제5라우터들(21~25) 중 하나일 수 있으며, 이하에서는 멀티캐스트 라우터가 제1라우터(21)인 경우로 가정한다.
도 4를 참조하면, 제1라우터(21)는 라우팅 통신부(410), 라우팅 테이블(420) 및 라우팅 제어부(430)를 포함한다.
라우팅 통신부(410)는 제1PAN(P1)에 위치하는 제1 내지 제6무선노드들(31~36) 중 하나로부터 무선망에서 사용되는 멀티캐스트 메시지를 수신할 수 있다. 제1 내지 제6무선노드들(31~36)은 이벤트가 발생하면 도 3과 같은 멀티캐스트 주소를 설정하고, 설정된 멀티캐스트 주소와 멀티캐스트 메시지를 생성하여 라우팅 통신부(410)에게 전송한다.
라우팅 테이블(420)은 [표 1]과 같이 소스 네트워크 프리픽스, 데스티네이션 어드레스 및 인터페이스에 대한 정보를 저장하고 있다.
제1라우터(21)가 멀티캐스트 라우터에 속하는 경우, 제1라우터(21)는 제1무선노드(31)로부터 수신된 멀티캐스트 메시지와 [표 1]과 같은 라우팅 테이블을 이용하여 라우팅 경로를 파악한다. 즉, 제1라우터(21)는 제1무선노드(31)로부터 수신된 IPv6 멀티캐스트 메시지의 주소를 파싱하여 그룹의 ID와 PAN ID를 확인하고, 확인된 그룹의 ID와 PAN ID에 매핑된 라우팅 경로를 파악한다. 제1라우터(21)는 파악된 라우팅 경로를 이용하여 멀티캐스트 메시지를 그룹에게 멀티캐스팅한다.
라우팅 제어부(430)는 제1무선노드(31)로부터 수신된 멀티캐스트 메시지와 라우팅 테이블(420)을 이용하여 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스팅할 라우팅 경로를 파악한다. 즉, 라우팅 제어부(430)는 제1무선노드(31)로부터 수신된 IPv6 멀티캐스트 메시지의 주소를 파싱하여 그룹의 노멀 그룹 ID와 PAN ID를 확인하고, 확인된 노멀 그룹 ID와 PAN ID에 매핑된 라우팅 경로를 라우팅 테이블(420)로부터 파악한다.
그리고, 라우팅 제어부(430)는 라우팅 테이블(420)의 인터페이스에 저장된 라우팅 경로를 참조하여, 수신된 멀티캐스트 메시지를 다음 멀티캐스트 라우터 또는 그룹에 속하는 단말기들에게 전송하도록 라우팅 통신부(410)를 제어할 수 있다.
예를 들어, [표 1]에 설정된 인터페이스가 제3라우터(23)이면, 라우팅 제어부(430)는 제1무선노드(31)로부터 수신된 멀티캐스트 메시지를 제3라우터(23)로 전송하도록 라우팅 통신부(410)를 제어한다. 멀티캐스트 메시지는 제1무선노드(31)에서 발생한 이벤트의 종류, IPv6 멀티캐스트 주소 및 제1무선노드(31)의 식별정보를 포함할 수 있다. 또한, IPv6 멀티캐스트 주소 중 그룹 ID 필드(340)에는 PAN ID가 기록되어 있다. 따라서, 멀티캐스트 메시지를 수신한 그룹의 단말기(예를 들어, 제1단말기(11))는 멀티캐스트 메시지가 물리적으로 어느 네트워크에서 전송되었는지를 쉽게 알 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 PAN에 위치하는 무선노드의 멀티캐스팅 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5의 멀티캐스팅을 위한 주소 설정 방법은 도 1을 참조하여 설명한 제1 내지 제10무선노드들(31~40) 및 제1 내지 제5라우터들(21~25)를 포함하는 유무선 시스템에서 수행될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 클라이언트는 예를 들어, 제1사용자 단말기(11), 멀티캐스트 라우터는 제1라우터(21), 무선노드는 제1무선노드(31)일 수 있다.
먼저, 클라이언트는 무선노드가 위치한 지역의 네트워크 프리픽스 및 PAN의 ID를 이용하여 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스트 서비스를 요청한다(S510). 클라이언트는 무선노드가 위치한 PAN의 ID와 무선노드로부터 서비스를 받는 그룹의 노멀 그룹 ID를 조합하여 새로운 그룹 ID를 생성하고, 생성된 그룹 ID와 네트워크 프리픽스를 이용하여 멀티캐스트 서비스(즉, 그룹 가입)를 요청할 수 있다.
멀티캐스트 라우터는 클라이언트로부터 수신된 멀티캐스트 서비스 요청에 따라 클라이언트를 클라이언트가 원하는 그룹에 등록시키고, 라우팅 테이블을 생성한다(S520). 멀티캐스트 라우터는 S510단계에서 수신된 그룹 ID와 네트워크 프리픽스를 이용하여 라우팅 테이블을 생성할 수 있다. 라우팅 테이블은 [표 1]을 참조하여 설명한 테이블이다.
멀티캐스트 라우터는 클라이언트에게 승인 메시지를 전송하여 해당 그룹으로 가입되었음을 통지한다(S530).
클라이언트가 등록한 그룹에 속하는 무선노드로부터 클라이언트가 요청한 서비스에 해당하는 이벤트가 발생하면(S540), 무선노드는 무선노드가 위치한 PAN의 ID와 노멀 그룹 ID를 이용하여 그룹 ID를 생성하고, 생성된 그룹 ID를 이용하여 IPv6 멀티캐스트 주소를 설정할 수 있다(S550). 이때, 무선노드는 이벤트에 대한 정보를 포함하는 멀티캐스트 메시지를 함께 생성할 수 있다. IPv6 멀티캐스트 주소는 IP 네트워크에서 사용되며, 도 3과 같은 체계를 갖는다.
무선노드는 S550단계에서 생성된 IPv6 멀티캐스트 주소를 포함하는 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스트 라우터에게 전송한다(S560).
멀티캐스트 라우터는 무선노드로부터 수신된 멀티캐스트 메시지의 멀티캐스트 주소와 라우팅 테이블을 이용하여 라우팅 경로를 설정한다(S570). 멀티캐스트 라우터는 무선노드로부터 수신된 멀티캐스트 메시지의 멀티캐스트 주소로부터 네트워크 프리픽스와 그룹 ID를 확인한다. 그리고, 멀티캐스트 라우터는 확인된 네트워크 프리픽스와 그룹 ID에 매핑된 인터페이스를 라우팅 테이블로부터 확인하여 라우팅 경로를 설정할 수 있다.
멀티캐스트 라우터는 설정된 라우팅 경로에 따라 멀티캐스트 메시지를 멀티캐스팅한다(S580).
상술한 본 실시예에 의하면, 6LoWPAN과 같이 저전력 무선 네트워크에서 무선노드는 PAN ID를 포함하는 그룹 ID를 생성하며, 이로써 멀티캐스트 메시지를 수신하는 클라이언트는 멀티캐스트 메시지가 실제 물리적으로 어느 네트워크에서 전송되었는지를 쉽게 파악할 수 있다. 동일한 PAN에 속하는 무선노드들은 동일한 멀티캐스트 주소를 사용하므로, 멀티캐스트 메시지를 수신하는 클라이언트는 마치 하나의 주소를 사용해 여러 무선노드들로부터 서비스를 받을 수 있다.
또한, 상술한 본 실시예에 의하면, 클라이언트는 동일한 PAN에 위치하는 모든 무선노드들로부터의 서비스를 일일이 라우터에게 요청하지 않고, PAN ID를 이용하여 무선노드들로부터의 서비스를 한 번에 요청할 수 있다. 예를 들어, 기존에는 한 가정 내에 존재하는 많은 무선노드가 제공하는 서비스를 요청하려는 경우, 클라이언트는 무선노드별로 일일이 무선노드의 어드레스를 이용하여 서비스를 요청하였다. 그러나, 본 실시예의 경우, 클라이언트는 가정 내의 무선노드들이 위치하는 PAN의 ID와 IP 망에서 사용하는 네트워크 프리픽스를 이용하여 원하는 그룹으로의 등록을 요청하고, 멀티캐스트 서비스를 제공받을 수 있다.
또한, 하나의 네트워크 프리픽스에 복수 개의 PAN이 존재하는 경우에도, PAN들의 ID에 따라 주소가 구분되므로, 클라이언트는 서로 다른 PAN에 위치하는 무선노드들이 제공하는 서비스를 선별적으로 요청하고 제공받을 수 있다.
예를 들어, 도 1은 하나의 네트워크 프리픽스를 공유하는 제1라우터(21)에 두 개의 PAN(P1, P2)이 존재한다. PAN ID가 'PAN1'인 제1PAN(P1)은 가정의 외부에 구성된 무선노드들(31~36)로 형성된 네트워크이고, PAN ID가 'PAN2'인 제2PAN(P2)는 가정의 내부에 구성된 무선노드들(37~40)로 형성된 네트워크라고 가정한다. 관리자 또는 사용자는 자신이 원하는 지역의 PAN ID와 네트워크 프리픽스를 이용하여 적어도 하나의 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스트 서비스를 요청한다. 그 후 사용자는 가정 내부에서 무선노드들(37~40)이 제공하는 정보와 실외에서 무선노드들(31~36)이 제공하는 정보를 구분하여 서비스 받을 수 있다.
이러한 본 실시예는 다음과 같이 다양한 분야에 적용될 수 있다.
1. 전등 제어: 사무실이나 가정에는 다수의 전등이 구비되어 있으며, 기존에는 전등들의 개별적인 제어가 불가능하다. 그러나, 에너지 절감을 목표로 본 실시예를 전등 제어에 적용하게 되면, 그룹별(예를 들어, 방 별)로 전등의 온오프를 제어할 수 있어, 에너지 절감 효과를 높일 수 있다.
2. 빌딩 제어 및 스마트 그리드: 최근 추세는 지구 온난화와 결부된 환경 오염으로 인한 에너지 절감 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이를 위해, 에너지 사용량과 같은 정보를 취합하는 역할은 무선노드들이 하고 있다. 따라서, 본 실시예를 무선노드들에 적용하는 경우, 다수의 무선노드들이 인터넷 망과 연동됨으로써 보다 많은 정보를 수집할 수 있으며, 효율적으로 에너지를 사용할 수 있게 된다.
3. 무선 센서 및 홈 네트워크: 정보를 제공하는 다수의 저전력 센서가 실제 사물에 장착되어 주변 환경에 배치되면, 수많은 무선장치들을 개별적으로 관리 및 제어할 수 없으므로, 본 실시예를 적용하는 경우 멀티캐스트 및 PAN을 이용하여 그룹별로 관리할 수 있다.
4. 미래 인터넷: 인터넷망은 개인 컴퓨터뿐만 아니라 스마트 폰까지 확장되어 사용자가 컨텐츠를 생산하고 공급하도록 하고 있다. 앞으로의 미래 인터넷은 사물에도 적용되어 사물로부터 더 방대한 양의 정보를 획득하고, 이를 이용해 보다 스마트한 환경을 만들 수 있다. 따라서, 본 실시예를 미래 인터넷의 확장에 적용하여 효율적으로 인터넷 기능을 수반하는 사물들을 관리할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
11, 12, 13: 제1 내지 제3단말기들
21, 22, 23, 24, 25: 제1 내지 제5라우터들
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40: 제1 내지 제10무선노드들
210: 노드 통신부 220: 노드 저장부
230: 노드 제어부 410: 라우팅 통신부
420: 라우팅 테이블 430: 라우팅 제어부

Claims (2)

  1. IP(Internet Protocol) 네트워크에서 멀티캐스팅 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    무선노드가 위치하는 지역에 할당된 네트워크 프리픽스와 상기 무선노드가 위치하는 지역에 설정된 개인 영역 네트워크(Personal Area Network)의 ID(Identification) 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 멀티캐스팅 서비스를 요청한 그룹에게 상기 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅 서비스 방법.
  2. 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 무선 노드에 있어서,
    네트워크 프리픽스와 개인 영역 네트워크(Personal Area Network)의 ID(Identification) 중 적어도 하나를 이용하여 사용자 단말기와 통신하는 통신부; 및
    상기 네트워크 프리픽스와 상기 PAN의 ID 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자 단말기에게 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 노드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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