KR20130087918A - Method and system of distributed mobility control on network - Google Patents

Method and system of distributed mobility control on network Download PDF

Info

Publication number
KR20130087918A
KR20130087918A KR1020120009179A KR20120009179A KR20130087918A KR 20130087918 A KR20130087918 A KR 20130087918A KR 1020120009179 A KR1020120009179 A KR 1020120009179A KR 20120009179 A KR20120009179 A KR 20120009179A KR 20130087918 A KR20130087918 A KR 20130087918A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
network
address
location
location management
Prior art date
Application number
KR1020120009179A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101556031B1 (en
Inventor
이경희
이성근
조성균
이현우
류원
한연희
김용환
Original Assignee
한국전자통신연구원
한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원, 한국기술교육대학교 산학협력단 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120009179A priority Critical patent/KR101556031B1/en
Publication of KR20130087918A publication Critical patent/KR20130087918A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101556031B1 publication Critical patent/KR101556031B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/427Loop networks with decentralised control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08Load balancing or load distribution
    • H04W28/09Management thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • H04W8/02Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE: A mobility supporting method having controlling functions distributed in a network and a system thereof are provided for network companies, which is providing IP mobility services to wireless mobile terminal subscribers, to avoid the concentration of control traffic and overhead to a particular device. CONSTITUTION: Multiple routers transmit packets from a transmission terminal to a reception terminal based on the identifying information of a mobile terminal. Multiple location management servers (LR 1-LR 7) are connected to a virtual network. The multiple location management servers transmits location binding information to a router corresponding to the reception terminal based on the identifying information of the mobile terminal received through the router. The location binding information includes the IP address of a packet reception terminal and the address of the router.

Description

네트워크 상에 제어 기능이 분산된 이동성 지원 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM OF DISTRIBUTED MOBILITY CONTROL ON NETWORK}METHOD AND SYSTEM OF DISTRIBUTED MOBILITY CONTROL ON NETWORK}

본 발명의 실시예들은 네트워크 상에 수많은 이동 단말들이 존재할 때 발생할 수 있는 IP 이동성 제어 시스템의 확장성(Scalability) 문제를 해결하기 위하여 단말의 위치 관리 및 핸드오버 제어 기능을 네트워크 상에 고르게 분산하는 네트워크 상에 제어 기능이 분산된 이동성 지원 방법 및 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention provide a network that distributes the location management and handover control of the terminal evenly over the network to solve the scalability problem of the IP mobility control system that may occur when there are a large number of mobile terminals on the network. The present invention relates to a mobility support method and a system in which control functions are distributed on an image.

최근 스마트폰, 태블릿PC 등 휴대형 스마트 단말의 등장과 함께 모바일 인터넷 트래픽이 급증함에 따라 이동통신 사업자들은 이에 대응하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 더욱이 휴대형 스마트 단말 기반의 멀티미디어 서비스 활성화로 인해 모바일 인터넷 트래픽의 수요는 더욱 증가할 것으로 전망됨에 따라, 모바일 트래픽을 효율적으로 처리하기 위한 IP(Internet Protocol) 이동성 제어 기술에 대한 관심은 갈수록 증대될 전망이다.Recently, with the advent of portable smart terminals such as smart phones and tablet PCs, the mobile internet traffic has surged, and mobile communication providers are making great efforts to cope with them. Moreover, as the demand for mobile Internet traffic is expected to increase due to the activation of portable smart terminal-based multimedia services, the interest in IP (Internet Protocol) mobility control technology for efficiently processing mobile traffic is expected to increase. .

현재의 인터넷 이동성 제어 기술은 계층적 망 구조를 기반으로 하는 중앙 집중형(Centralized) 방식의 특징을 지니고 있는데, 이러한 방식으로는 급격히 증가하는 모바일 인터넷 트래픽 수요를 감당하기 어렵다.The current Internet mobility control technology is characterized by a centralized method based on a hierarchical network structure, which cannot cope with the rapidly increasing demand for mobile Internet traffic.

현재까지 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 표준화가 완료된 IP 기반 이동성 프로토콜인 Mobile IPv4(RFC 3344), Mobile IPv6(RFC 3775), Dual Stack-Mobile IPv6(RFC 5555), Proxy Mobile IPv6(RFC 5213) 및 Dual Stack-Proxy Mobile IPv6(RFC 5844)는 모두 HA(Home Agent)나 LMA(Localized Mobility Agent)와 같은 중앙 서버에서 이동 단말의 위치 관리 및 제어를 처리하는 중앙 집중형 기술이다. 이러한 중앙 집중형 이동성 제어 기술이 지니는 단점을 정리하면 다음과 같다.Mobile IPv4 (RFC 3344), Mobile IPv6 (RFC 3775), Dual Stack-Mobile IPv6 (RFC 5555), Proxy Mobile IPv6 (RFC 5213), which have been standardized by the Internet Engineering Task Force (IETF) to date. Dual Stack-Proxy Mobile IPv6 (RFC 5844) is a centralized technology that handles location management and control of mobile terminals in a central server such as a home agent (HA) or a localized mobility agent (LMA). The disadvantages of such a centralized mobility control technology are summarized as follows.

(1) 트래픽 라우팅 경로의 비최적화(1) Deoptimization of Traffic Routing Paths

트래픽 전달 경로의 부분적인 최적화(Route Optimization) 기능이 지원되기는 하지만, 기본적으로 모든 트래픽이 코어 망에 존재하는 HA, LMA 등의 에이전트를 거쳐서 전달된다.Although the Route Optimization function of the traffic delivery path is supported, basically all traffic is delivered through agents such as HA and LMA in the core network.

(2) 낮은 확장성(2) low scalability

HA나 LMA에서 모든 단말들의 위치 바인딩 정보 및 터널링 정보를 관리해야 하기 때문에 급증하는 이동 단말들을 모두 포용하기가 어렵다.Since HA or LMA must manage location binding information and tunneling information of all terminals, it is difficult to embrace all the proliferating mobile terminals.

(3) 진화하는 이동통신망에 대한 부적합성(3) Incompatibility with evolving mobile networks

최근 4G LTE 망 구조를 살펴보면 이전의 2G나 3G에서 운용하던 네트워크 구조와는 다르게 적은 수의 관리 노드를 유지하면서 평탄한 구조(Flat Architecture)를 지향하는 방향으로 네트워크 구조가 변화하고 있으며, 중앙 집중형 이동성 관리 방법은 이와 같은 구조에 적합하지 못하다.Looking at the recent 4G LTE network structure, unlike the network structure used in previous 2G or 3G, the network structure is changing toward a flat architecture while maintaining a small number of managed nodes. The management method is not suitable for this structure.

(4) 특정 노드에 대한 트래픽 집중(4) focus traffic on specific nodes

임의의 단말과 통신 중인 상대 단말 사이에 전송되는 모든 트래픽이 HA나 LMA를 거쳐서 전달되기 때문에, 망 내의 특정 노드에 상당히 많은 트래픽 부하가 걸리게 된다.Since all traffic transmitted between an arbitrary terminal and a counterpart terminal in communication is transmitted through HA or LMA, a significant traffic load is placed on a specific node in the network.

(5) SPOF(Single Point Of Failure) 문제(5) Single Point Of Failure (SPOF) Issues

HA나 LMA 등 특정 노드에 장애가 발생하면 전체적인 통신 자체가 단절되는 현상이 발생한다.If a specific node such as HA or LMA fails, the whole communication itself is disconnected.

따라서, 이와 같은 문제점들로 인하여 네트워크 상에 제어 기능을 분산할 수 있는 이동성 지원 방법이 이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a mobility support method capable of distributing control functions over a network due to such problems.

수많은 이동 단말들의 IP 이동성 서비스를 제공하는 시스템의 확장성 문제를 해결함으로써 많은 휴대형 무선 단말 가입자를 대상으로 IP 이동성 서비스를 제공하는 네트워크 사업자들이 특정 장비에 대한 제어 트래픽 및 오버헤드 집중을 피하도록 지원할 수 있으며, 가입자 수의 증가에 따라 손쉽고 효율적으로 IP 이동성 제어 시스템을 확장할 수 있는 네트워크 상에 제어 기능이 분산된 이동성 지원 방법 및 시스템이 제공된다.By solving the scalability problem of a system that provides IP mobility services of a large number of mobile terminals, network operators who provide IP mobility services to a large number of portable wireless terminal subscribers can help them avoid control traffic and overhead concentration on specific equipment. The present invention also provides a mobility support method and system in which control functions are distributed on a network capable of easily and efficiently expanding an IP mobility control system as the number of subscribers increases.

분산형 이동성 지원 네트워크에서 IP(Internet Protocol) 이동성을 제어하는 시스템은 이동 단말의 식별 정보를 기초로 송신 단말으로부터의 패킷을 수신 단말로 전송하는 복수개의 라우터 및 가상 네트워크로 연결되고, 상기 라우터를 통해 수신한 상기 이동 단말의 식별 정보를 기초로 상기 패킷 수신 단말의 IP 주소 및 상기 라우터의 주소를 포함하는 위치 바인딩 정보를 상기 수신 단말에 해당하는 라우터로 전송하는 복수개의 위치 관리 서버를 포함하고, 상기 위치 관리 서버는 자신에게 할당되는 키값과 상기 가상 네트워크에 존재하지 않는 위치 관리 서버 중 자신이 계승하는 위치 관리 서버에 할당되는 키값을 분산 해쉬 테이블을 통해 관리하고, 상기 자신의 키값 및 상기 자신이 계승하는 위치 관리 서버의 키값을 해쉬 함수를 통해 산출할 수 있는 IP 주소 풀(pool)을 유지함으로써 상기 IP 주소 풀을 이용하여 상기 위치 바인딩 정보를 생성할 수 있다.In a distributed mobility support network, a system for controlling IP (Internet Protocol) mobility is connected to a plurality of routers and virtual networks that transmit packets from a transmitting terminal to a receiving terminal based on identification information of the mobile terminal, and through the router. And a plurality of location management servers for transmitting location binding information including the IP address of the packet receiving terminal and the address of the router to a router corresponding to the receiving terminal, based on the received identification information of the mobile terminal, The location management server manages a key value assigned to itself and a key value assigned to the location management server that is inherited by the location management server that does not exist in the virtual network through a distributed hash table, and the own key value and the own value are inherited. IP that can calculate key value of location management server through Hash function By maintaining an address pool, the location binding information can be generated using the IP address pool.

이동 단말에 대한 위치 관리 서버 및 IP 주소 결정, 패킷 전송을 위한 위치 질의 등 이동성 제어 기능을 네트워크 상에 분산시킴으로써, 많은 휴대형 무선 단말 가입자를 대상으로 IP 이동성 서비스를 제공하는 네트워크 사업자들이 특정 장비에 대한 제어 트래픽 및 오버헤드 집중을 피하도록 지원할 수 있다.By distributing mobility control functions such as location management server and IP address determination for mobile terminal, location query for packet transmission, etc. on network, network operators providing IP mobility service to many portable wireless terminal subscribers Can help to avoid control traffic and overhead concentration.

가입자 수의 증가에 따라 손쉽고 효율적으로 IP 이동성 제어 시스템을 확장할 수 있으며, 현재 네트워크 사업자들이 겪고 있는 모바일 인터넷 트래픽의 증가에 따른 단말 이동성 관리의 어려움을 해소할 수 있다.As the number of subscribers increases, the IP mobility control system can be expanded easily and efficiently, and the difficulty of managing terminal mobility due to the increase of mobile Internet traffic currently experienced by network operators can be solved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 분산형 이동성 지원 네트워크 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 분산형 이동성 지원 네트워크에서의 패킷 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가상 네트워크(Logical Overlay Network)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 가상 네트워크와 분산형 해쉬 테이블을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, HLR(home location registrar)를 결정하고 주소를 할당하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 목적지 단말에 대한 위치 질의 및 패킷 전달 과정을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a distributed mobility support network structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for describing packet transmission in a distributed mobility support network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a Logical Overlay Network according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a virtual network and a distributed hash table according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for describing a process of determining a home location registrar (HLR) and allocating an address according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a location query and a packet forwarding process for a destination terminal according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 분산형 이동성 지원 네트워크 구조를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a distributed mobility support network structure according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 분산형 이동성 지원 네트워크에서 임의의 이동 단말은 한 개 이상의 무선 인터페이스들을 사용하여 WLAN, LTE, WiMax 등과 같이 각각 서로 다른 액세스 네트워크(AN: Access Network)에 연결될 수 있다.Referring to the drawings, in a distributed mobility support network, any mobile terminal may be connected to different access networks (ANs) such as WLAN, LTE, WiMax, etc. using one or more air interfaces.

이동 단말이 액세스 네트워크에 연결됨에 따라 해당 액세스 네트워크를 관리하는 라우터인 MAG(Mobility Access Gateway)에 연결되면, 이동성에 관련한 시그널링은 해당 MAG에서 처리된다. 그러면, 상기 MAG는 이동 단말로부터 도착하는 패킷을 GTN(Global Transit Network)을 통하여 목적 MAG까지 포워딩한다.When a mobile terminal is connected to an access network and connected to a mobility access gateway (MAG), which is a router managing the access network, signaling related to mobility is processed in the corresponding MAG. Then, the MAG forwards the packet arriving from the mobile terminal to the destination MAG through the Global Transit Network (GTN).

GTN은 일반적인 패킷 포워딩을 위한 네트워크이고, LON(Logical Overlay Network)은 단말들의 위치 관리 서버로서의 역할을 하는 LR(Location Registrar)들 및 그들 간의 논리적 링크로 구성된 가상 네트워크이다.GTN is a network for general packet forwarding, and a Logical Overlay Network (LON) is a virtual network composed of location registrars (LRs) serving as location management servers of terminals and logical links therebetween.

임의의 LR(LR 1~LR m)은 자신에게 배당된 단말들의 위치를 관리하고 있으며, 필요 시 MAG로부터 요청을 받아 특정 단말의 위치를 알려준다. LON을 구성하는 각 LR들은 임의의 라우팅 방법을 통하여 서로 간의 제어 메시지를 전달할 수 있다.The random LR (LR 1 ~ LR m) manages the location of the terminal assigned to them, and if necessary receives a request from the MAG informs the location of the specific terminal. Each LR constituting the LON may transmit a control message to each other through any routing method.

네트워크에 처음 연결된 단말에게 우선적으로 지원되어야 하는 사항은 해당 단말의 위치 관리를 전담할 HLR(Home LR)를 결정하는 일이다. 즉, 네트워크에 연결되는 임의의 단말에 대하여 위치 관리 서비스를 제공해야 할 HLR을 서로 다르게 배정함으로써 위치 관리에 관한 부하 균등 효과를 가져올 수 있다.The first thing to be supported for the first terminal connected to the network is to determine a home LR (HLR) dedicated to location management of the terminal. That is, by assigning different HLRs for providing location management services to arbitrary terminals connected to the network, load equality effects on location management can be brought about.

HLR은 단말이 초기 등록을 하는 경우, 해당 단말의 위치 등록 메시지를 수신하여 자신이 관리 중인 위치 관리 정보를 갱신 한 후 응답 메시지를 다시 해당 단말로 전송한다. 이후 새로운 MAG로 단말이 이동하게 되더라도 마찬가지로 해당 단말에 대한 위치 등록 메시지는 HLR로 보내어진다.When the terminal initially registers, the HLR receives a location registration message of the corresponding terminal, updates location management information that is managed by the HLR, and then sends a response message back to the corresponding terminal. Thereafter, even if the terminal moves to a new MAG, a location registration message for the corresponding terminal is sent to the HLR.

한편, 임의의 단말에 대한 HLR로의 위치 등록이 성공적으로 이루어지면, 해당 단말에 대한 IP 주소를 결정하여 할당해 주도록 해야 한다. 임의의 단말에 할당되는 IP 주소는 해당 단말이 네트워크에 존재하는 한 지속적으로 이동성이 지원되는 고정 주소이다. 즉, 해당 단말이 새로운 AN에 연결하더라도 동일한 IP 주소를 사용할 수 있게 함으로써 이전 AN에서 유지되던 세션이 새로운 AN에서도 유지가 되도록 한다.On the other hand, if the location registration to the HLR for any terminal is successfully made, the IP address for the corresponding terminal should be determined and assigned. The IP address assigned to any terminal is a fixed address that continuously supports mobility as long as the terminal exists in the network. That is, even if the UE connects to the new AN, the same IP address can be used so that the session maintained in the previous AN is maintained in the new AN.

도 2는 분산형 이동성 지원 네트워크에서의 패킷 전송을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining packet transmission in a distributed mobility support network.

도시된 바와 같이 분산형 이동성 지원 네트워크에서 임의의 단말 A(host A)가 MAG1을 통해 MAG4에 연결된 단말 B(host B)에게 패킷들을 전송하기 시작하는 경우, MAG1은 단말 B에 대한 현재 위치 정보를 알아내기 위하여 LON으로 단말 B의 위치 정보를 문의하는 요청 메시지를 보낸다. 이 때, 이러한 요청 메시지를 처리하는 LR은 단말 B의 HLR이 된다. 상기 HLR은 해당 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 MAG1에게 전달하고, MAG1은 이 응답 메시지를 받은 이후 얻어낸 단말의 위치(즉, MAG4)로 패킷들을 전송한다.As shown, when any terminal A (host A) in the distributed mobility support network starts to transmit packets to the terminal B (host B) connected to the MAG4 via MAG1, MAG1 receives the current location information for the terminal B. To find out, it sends a request message to the LON for the location information of the terminal B. At this time, the LR processing this request message becomes the HLR of the terminal B. The HLR sends a response message to the MAG1 in response to the request message, and MAG1 transmits packets to the location of the terminal obtained after receiving the response message (ie, MAG4).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가상 네트워크(Logical Overlay Network)를 나타내는 도면이다. 이하, 도면을 참조하여 임의의 MAG에서 LON으로 새로운 단말의 HLR을 찾아 위치 등록 메시지 보내는 과정에 대해 보다 상세하게 설명한다.FIG. 3 is a diagram illustrating a Logical Overlay Network according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a process of sending a location registration message by finding a HLR of a new terminal from a certain MAG to a LON will be described in more detail.

임의의 LR들은 임의의 단말들에 대해 DLR(Default LR) 또는 HLR로 작동할 수 있다. DLR은 임의의 단말이 연결된 MAG에 의해 결정되는 것으로, 일반적으로 해당 MAG에서 가장 가까운 LR이 선택된다. HLR은 해당 단말에 대한 위치 정보를 관리하는 LR이다. MAG는 임의의 단말이 처음 연결되었거나 다른 단말로 전송하려는 패킷의 목적지를 찾을 경우 DLR를 통해 최종적으로 HLR에 질의할 수 있다.Any LRs can operate as DLR (Default LR) or HLR for any terminals. The DLR is determined by the MAG to which any UE is connected, and generally the LR closest to the MAG is selected. The HLR is an LR that manages location information on a corresponding UE. The MAG may finally query the HLR through the DLR when any terminal is initially connected or finds a destination of a packet to be transmitted to another terminal.

도면에서는 일예로, MAG1이 DLR인 LR1을 통해 LON에 연결된 HLR인 LR5에 질의하는 것을 나타낸다.In the figure, for example, MAG1 queries LR5, which is an HLR connected to LON, via LR1, which is a DLR.

LON을 구성하는 모든 LR들은 분산 해쉬 테이블(DHT: Distributed Hash Table)을 유지할 수 있다. LON에 존재하는 위치 관리 서버(LR 1~LR 7)는 링 형태의 논리적 네트워크 구조로 연결되며, 각 위치 관리 서버들은 임의의 이동 단말 IP 주소 및 그 단말이 현재 위치하는 MAG 주소를 위치 바인딩 정보(Location Binding Information)로서 관리할 수 있다.All the LRs constituting the LON can maintain a Distributed Hash Table (DHT). The location management servers LR 1 to LR 7 present in the LON are connected in a logical network structure in a ring form, and each location management server stores an arbitrary mobile terminal IP address and a MAG address where the terminal is currently located. Location Binding Information).

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 가상 네트워크와 분산형 해쉬 테이블을 나타내는 도면이다.4 illustrates a virtual network and a distributed hash table according to an embodiment of the present invention.

일 예로, LON에 참가할 수 있는 최대 LR의 수를 R이라고 하면, 이 값은 네트워크 관리자에 의해 임의로 결정될 수 있으며 이는 이후 설명할 해쉬 함수 값이 가질 수 있는 영역을 결정할 수 있다.As an example, assuming that the maximum number of LRs that can participate in the LON is R, this value may be arbitrarily determined by the network administrator, which may determine a range of hash function values to be described later.

한편, 본 발명에 따른 분상형 이동성 제어 방법에는 다음과 같은 2개의 해쉬 함수가 사용될 수 있다.Meanwhile, the following two hash functions may be used in the separation type mobility control method according to the present invention.

(1) HID: 인수로서 단말 ID를 입력 받아, 0부터 R-1까지의 LR key 값을 산출한다.(1) H ID : The terminal ID is input as an argument, and the LR key value from 0 to R-1 is calculated.

(2) HADDR: 인수로서 LR의 IP 주소 또는 단말 IP 주소를 입력 받아, 0부터 R-1까지의 LR key값을 산출한다.(2) H ADDR : It takes LR IP address or terminal IP address as argument and calculates LR key value from 0 to R-1.

도 4에서와 같이 최대 8개의 LR들로 구성될 수 있는 가상 네트워크를 구성하고(즉, R=8) 이 네트워크에 현재 4개의 LR(LR 0, LR 1, LR 3, LR 6)만이 실제로 존재하는 경우, 각 LR은 시계 방향으로 존재하지 않는 노드의 정보까지 포함한 링 형태로 논리적 네트워크를 구성하며, 각 LR의 주소로서 HADDR 해쉬 함수에 넣어 산출되는 key값을 각 LR의 ID로 활용한다.As shown in FIG. 4, a virtual network that can be composed of up to eight LRs (i.e., R = 8) and there are currently only four LRs (LR 0, LR 1, LR 3, LR 6) present in this network. In this case, each LR constitutes a logical network in the form of a ring including information of nodes that do not exist in the clockwise direction, and uses the key value calculated by inserting the H ADDR hash function as the address of each LR as the ID of each LR.

한편, 임의의 LR은 자신의 분산 해쉬 테이블에 자신의 key값과 네트워크에 아직 존재하지 않는 LR의 key 값을 보유한다. 이하, 임의의 LR이 자신의 것이 아닌 key를 갖는 것을 계승(succeed)한다고 표현한다. 즉, LR 6은 자신의 key 뿐만 아니라 LR 4와 LR 5의 key를 계승한다.On the other hand, any LR holds its key value in its distributed hash table and the key value of the LR that does not yet exist in the network. In the following, it is expressed that any LR is inherited having a key which is not its own. That is, LR 6 inherits not only its own key but also the keys of LR 4 and LR 5.

임의의 LR i가 네트워크에 존재하지 않는 다른 LR j를 계승한다면, LR i가 그 존재하지 않는 LR j가 담당해야 할 위치 관리 서비스를 대신 수행할 수 있다. 한편, 각 LR은 링 형태로 연결된 자신의 이웃 LR들에 대한 정보를 알고 있다. 그래서 임의의 LR이 네트워크에 존재하는(또는 존재하지 않는) 다른 LR에 접근하기 위해서는 링 형태의 네트워크를 따라 검색을 한다.If any LR i inherits another LR j that does not exist in the network, the LR i may instead perform location management services that the non-existent LR j should be responsible for. Meanwhile, each LR knows information about its neighboring LRs connected in a ring form. Thus, to access another LR that is in the network (or does not exist), any LR searches along the ring-shaped network.

예를 들어, 도 4에서 LR 1은 네트워크에 존재하지 않는 LR 5에 접근하기 위해서 시계방향의 다음에 위치해 있는 LR 3에게 정보를 요청한다. LR 3는 다시 LR 6에게 정보를 요청하며, LR 6은 네트워크에 존재하지 않는 LR 5를 계승하고 있기 때문에 결국 LR 6가 LR 5를 대신하여 LR 1의 검색 요청에 응답하게 된다.For example, in FIG. 4, LR 1 requests information from LR 3 located next to clockwise to access LR 5 which is not present in the network. LR 3 again requests information from LR 6, and since LR 6 inherits LR 5, which does not exist in the network, LR 6 eventually responds to LR 1's search request on behalf of LR 5.

LON에 참여하는 LR의 수가 많아지면 분산 해쉬 테이블의 사이즈가 커지게 되고 임의의 LR로의 검색 시간이 늘어나게 된다. 이 때 검색의 효율을 높이기 위해 Chord(Ion Stoica, Robert Morris, David Karger, M. Frans Kaashoek, and Hari Balakrishnan, "chord: A Scalable Peer-to-Peer Lookup Service for Internet Applications", Proc. of the 2001 ACM SIGCOMM Conf., 2001)에서 제안하는 Finger 테이블 구성 및 라우팅 방법을 사용할 수도 있다.As the number of LRs participating in the LON increases, the size of the distributed hash table increases and the search time to any LR increases. Chord (Ion Stoica, Robert Morris, David Karger, M. Frans Kaashoek, and Hari Balakrishnan, "chord: A Scalable Peer-to-Peer Lookup Service for Internet Applications", Proc. Of the 2001 Finger table configuration and routing method suggested by ACM SIGCOMM Conf., 2001) can also be used.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, HLR(home location registrar)을 결정하고 주소를 할당하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 목적지 단말에 대한 위치 질의 및 패킷 전달 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram for describing a process of determining a home location registrar (HLR) and allocating an address according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for a location of a destination terminal according to one embodiment of the present invention. A diagram illustrating a query and packet forwarding process.

먼저, 도 5를 참조하여 임의의 이동 단말이 네트워크에 새롭게 접속했을 때의 HLR 결정하고 주소를 할당하는 과정에 대해 설명한다.First, a process of determining an HLR and assigning an address when a mobile terminal newly accesses a network will be described with reference to FIG. 5.

(1) 임의의 호스트의 위치 등록을 위한 Home LR 결정 방법(1) Determination of Home LR for Location Registration of Any Host

단말이 네트워크에 접속하면 해당 단말이 연결된 MAG에서 가장 가까운 곳에 위치한 LR(즉, DLR)에게 이러한 접속 사실을 알리고, DLR은 해쉬 함수 HID를 사용하여 해당 단말의 ID(도면에서는 단말 ID = mn1@etri.re.kr)에 대응하는 LR key값을 얻어 낸다. DLR(LR 1)은 해당 key를 계승하고 있는 LR에게 위치 등록 요청을 보낸다. 임의의 LR이 위치 등록 요청 메시지를 받으면 그 메시지에 저장되어 있는 key값을 확인한다. 그 값이 자신이 계승하고 있는 LR들의 key값 중 하나와 일치하면 자신이 'mn1@etri.re.kr'을 ID로 사용하는 단말의 HLR(LR 6)이 된다. MAG가 이러한 HLR로부터 위치 등록 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 받을 시에 해당 단말에 대한 HLR 정보를 캐시(Cache)에 저장하며, 이후 그 단말과 관련된 제어 메시지는 캐시에 저장된 정보를 활용하여 HLR에게 직접 보낸다.When the terminal accesses the network, it informs the LR (ie, the DLR) located closest to the MAG to which the terminal is connected, and the DLR uses the hash function H ID to identify the terminal's ID (terminal ID = mn1 @ in the drawing). etri.re.kr) to get LR key value. The DLR (LR 1) sends a location registration request to the LR inheriting the corresponding key. When a LR receives a location registration request message, it checks the key value stored in the message. If the value coincides with one of the key values of the LRs that are inherited, it becomes the HLR (LR 6) of the terminal that uses 'mn1@etri.re.kr' as its ID. When the MAG receives a response message for the location registration request message from the HLR, the HLR information about the terminal is stored in a cache, and the control message related to the terminal is directly transmitted to the HLR using the information stored in the cache. send.

(2) 호스트에게 할당할 HoA를 결정하는 방법(2) How to determine the HoA to assign to the host

각 LR들은 해쉬 함수 HADDR에 의해 자신이 계승하고 있는 각 Key값을 산출할 수 있는 IP 주소 Pool을 유지 관리할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 LR 6은 자신의 Key 값 및 자신이 계승하고 있는 LR들의 key값인 4, 5, 6를 산출할 수 있는 IP 주소 풀(Pool)을 유지할 수 있는데, key값 5를 산출할 수 있는 IP로서 IP1, IP2, IP3 등을 유지할 수 있다. 만약 임의의 LR이 단말에 의한 위치 등록 요청 메시지를 처음 받게 되는 경우, 그 메시지에 있는 key값이 자신이 계승하고 있는 LR들의 key 중 하나임이 확인되면 자신이 그 단말에 대한 HLR로서 역할을 수행함을 결정한다.Each LR can maintain a pool of IP addresses that can calculate each key value it inherits by the hash function H ADDR . For example, in FIG. 5, LR 6 may maintain an IP address pool capable of calculating its key value and key values 4, 5, and 6 of its inherited LRs. IP1, IP2, IP3 and the like can be maintained as possible IPs. If the first LR receives a location registration request message by the terminal, if the key value in the message is found to be one of the keys of the LRs inherited from the terminal, the LR acts as an HLR for the terminal. Decide

한편, HLR은 자신이 관리하는 IP 주소 풀에서 해당 key에 대응되는 주소 중 하나를 선택하여 위치 바인딩 정보(Location Binding Information)로서 단말 IP 주소 및 현재 위치 정보(MAG 주소)를 유지할 수 있다. 도 5에서는 IP1이 새로운 단말에 할당할 주소이므로, HLR에는 <IP1, MAG#1> 이라는 정보가 위치 바인딩 정보(Location Binding Information)로서 유지될 수 있다. 또한 HLR은 자신이 받은 위치 등록 요청에 대한 응답 메시지를 전달할 때 IP 주소 풀에서 선택했던 주소를 포함하여 전달하며, 이 IP 주소는 이후 단말에게 할당되어 해당 단말이 네트워크의 어느 위치에서나 활용하는 주소가 된다.Meanwhile, the HLR may select one of the addresses corresponding to the corresponding key from the pool of IP addresses managed by the HLR to maintain the terminal IP address and the current location information (MAG address) as location binding information. In FIG. 5, since IP1 is an address to be allocated to a new terminal, information <IP1, MAG # 1> may be maintained in the HLR as location binding information. In addition, when HLR forwards a response message for a location registration request received, the HLR forwards an address selected from an IP address pool, and the IP address is subsequently assigned to a terminal, so that the address used by the terminal at any location in the network is transmitted. do.

(3) 패킷 전송을 위하여 해당 패킷의 목적지 호스트의 위치를 알아내는 방법(3) Finding the location of the destination host of the packet for packet transmission

이하, 도면 6을 참조하여 일 예로 'mn2@etri.re.kr'라는 ID를 지닌 단말이 'mn1@etri.re.kr'라는 ID를 지닌 단말에게 패킷을 전달하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process in which a terminal having an ID of 'mn2@etri.re.kr' is delivered to a terminal having an ID of 'mn1@etri.re.kr' will be described with reference to FIG. 6.

본 발명에서는 패킷에 전송 시 IP 주소 정보를 넣어 보내는 IP 기반 패킷 전송 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 목적지 호스트의 IP 주소를 찾기 위하여 DNS(Domain Name System)를 이용할 수 있다. 'mn2@etri.re.kr'라는 ID를 지닌 단말이 목적지 IP 주소를 패킷에 넣어 전송하게 되면, 패킷을 전송하는 단말을 관리하는 MAG(MAG#2)는 그 패킷을 버퍼링한다. 상기 MAG는 자신의 DLR(LR 3)에게 목적지 단말의 IP 주소를 포함하는 위치 질의 메시지를 보낸다. 이 때 상기 DLR은 HADDR 해쉬 함수를 사용하여 목적지 단말의 IP 주소에 대응되는 해쉬 key 값을 얻고, 그 key값에 대응되는 LR(LR 6)이 목적지 단말의 HLR임을 알게 된다. 이후 패킷 송신 단말의 DLR(LR 3)은 패킷 수신 단말의 HLR(LR 6)에게 위치 질의 메시지를 보내게 되는데, 이 메시지에는 목적지 단말의 IP 주소와 해쉬 key값이 포함될 수 있다.In the present invention, an IP-based packet transmission method for transmitting IP address information in a packet can be used. In this case, DNS (Domain Name System) can be used to find the IP address of the destination host. When a terminal with an ID of 'mn2@etri.re.kr' transmits a destination IP address in a packet, the MAG (MAG # 2) managing the terminal transmitting the packet buffers the packet. The MAG sends a location query message including the IP address of the destination terminal to its DLR (LR 3). At this time, the DLR obtains a hash key value corresponding to the IP address of the destination terminal by using the H ADDR hash function, and recognizes that the LR LR 6 corresponding to the key value is the HLR of the destination terminal. Thereafter, the DLR LR 3 of the packet transmitting terminal sends a location query message to the HLR LR 6 of the packet receiving terminal, which may include an IP address and a hash key value of the destination terminal.

위치 질의 메시지를 받은 패킷 수신 단말의 HLR(LR 6)은 자신이 관리하는 위치 바인딩 정보에서 목적지 단말의 IP 주소를 검색하여 해당 단말의 위치, 즉 MAG 주소 정보를 얻어 온다. 이후 패킷 수신 단말의 HLR(LR 6)은 패킷 송신 단말의 DLR(LR 3)에게 위치 질의 응답 메시지를 전송하여 패킷 수신 단말의 위치(즉, 수신 측 MAG 주소)를 알려준다. 이 수신 측 MAG 주소 정보를 받은 송신 측 MAG(MAG#2)는 자신이 버퍼링하고 있는 패킷을 수신 측 MAG(MAG#1)에게 전달하고, MAG(MAG#1)은 그 패킷을 목적지 단말로 전달할 수 있다.The HLR (LR 6) of the packet receiving terminal receiving the location query message retrieves the IP address of the destination terminal from the location binding information managed by the packet receiving terminal and obtains the location of the corresponding terminal, that is, the MAG address information. Thereafter, the HLR LR 6 of the packet receiving terminal transmits a location query response message to the DLR LR 3 of the packet transmitting terminal to inform the location of the packet receiving terminal (ie, the receiving side MAG address). Receiving side MAG address information, the transmitting side MAG (MAG # 2) delivers the buffer that it has buffered to the receiving side MAG (MAG # 1), and the MAG (MAG # 1) delivers the packet to the destination terminal. Can be.

따라서, 본 발명에 따른 네트워크 상의 분산형 이동성 제어 방법 및 시스템은 이동 단말에 대한 위치 관리 서버 및 IP 주소 결정, 패킷 전송을 위한 위치 질의 등 이동성 제어 기능을 네트워크 상에 분산시킴으로써, 많은 휴대형 무선 단말 가입자를 대상으로 IP 이동성 서비스를 제공하는 네트워크 사업자들이 특정 장비에 대한 제어 트래픽 및 오버헤드 집중을 피하도록 지원할 수 있고, 가입자 수의 증가에 따라 손쉽고 효율적으로 IP 이동성 제어 시스템을 확장할 수 있으며, 현재 네트워크 사업자들이 겪고 있는 모바일 인터넷 트래픽의 증가에 따른 단말 이동성 관리의 어려움을 해소할 수 있다.Accordingly, the distributed mobility control method and system on the network according to the present invention distributes mobility control functions such as location management server and IP address determination for mobile terminals and location query for packet transmission on the network, thereby providing a large number of portable wireless terminal subscribers. Network operators that provide IP mobility services to target networks can avoid control traffic and overhead concentration on specific equipment, and can easily and efficiently expand IP mobility control systems as the number of subscribers increases. The difficulty of terminal mobility management due to the increase of mobile internet traffic that operators are experiencing can be solved.

이상과 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.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

Claims (1)

분산형 이동성 지원 네트워크에서 IP(Internet Protocol) 이동성을 제어하는 시스템에 있어서,
이동 단말의 식별 정보를 기초로 송신 단말으로부터의 패킷을 수신 단말로 전송하는 복수개의 라우터; 및
가상 네트워크로 연결되고, 상기 라우터를 통해 수신한 상기 이동 단말의 식별 정보를 기초로 상기 패킷 수신 단말의 IP 주소 및 상기 라우터의 주소를 포함하는 위치 바인딩 정보를 상기 수신 단말에 해당하는 라우터로 전송하는 복수개의 위치 관리 서버
를 포함하고,
상기 위치 관리 서버는,
자신에게 할당되는 키값과 상기 가상 네트워크에 존재하지 않는 위치 관리 서버 중 자신이 계승하는 위치 관리 서버에 할당되는 키값을 분산 해쉬 테이블을 통해 관리하고, 상기 자신의 키값 및 상기 자신이 계승하는 위치 관리 서버의 키값을 해쉬 함수를 통해 산출할 수 있는 IP 주소 풀(pool)을 유지함으로써 상기 IP 주소 풀을 이용하여 상기 위치 바인딩 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 분산형 이동성 제어 시스템.
In a system for controlling IP (Internet Protocol) mobility in a distributed mobility support network,
A plurality of routers for transmitting packets from the transmitting terminal to the receiving terminal based on the identification information of the mobile terminal; And
Connected to a virtual network and transmitting location binding information including an IP address of the packet receiving terminal and an address of the router to the router corresponding to the receiving terminal based on the identification information of the mobile terminal received through the router. Multiple location management servers
Lt; / RTI &gt;
The location management server,
A key value assigned to itself and a key value assigned to a location management server inherited by the location management server that does not exist in the virtual network are managed through a distributed hash table, and the own key value and the location management server inherited by the user And generating the location binding information by using the IP address pool by maintaining an IP address pool that can calculate a key value of a Hash function.
KR1020120009179A 2012-01-30 2012-01-30 Method and system of distributed mobility control on network KR101556031B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009179A KR101556031B1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Method and system of distributed mobility control on network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009179A KR101556031B1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Method and system of distributed mobility control on network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130087918A true KR20130087918A (en) 2013-08-07
KR101556031B1 KR101556031B1 (en) 2015-10-01

Family

ID=49214483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120009179A KR101556031B1 (en) 2012-01-30 2012-01-30 Method and system of distributed mobility control on network

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101556031B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190070780A (en) * 2017-12-13 2019-06-21 상명대학교 천안산학협력단 Method of managing secure and fault-tolerant distributed location for intelligent 5g wileless network

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917608B1 (en) 2006-12-01 2009-09-17 한국전자통신연구원 System and method for distributing data of network according to patten of moving user
US20110205949A1 (en) 2008-08-27 2011-08-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Routing Mechanism for Distributed Hash Table Based Overlay Networks
US8325730B2 (en) 2009-12-17 2012-12-04 Amazon Technologies, Inc. Distributed routing architecture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190070780A (en) * 2017-12-13 2019-06-21 상명대학교 천안산학협력단 Method of managing secure and fault-tolerant distributed location for intelligent 5g wileless network

Also Published As

Publication number Publication date
KR101556031B1 (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9992041B2 (en) Scaling address resolution for massive data centers
US9515920B2 (en) Name-based neighbor discovery and multi-hop service discovery in information-centric networks
US8837511B2 (en) Seamless mobility schemes in names-data networking using multi-path routing and content caching
US6954442B2 (en) Methods and apparatus for using a paging and location server to support session signaling
EP2705694B1 (en) Seamless mobility schemes in named-data networking using multi-path routing and content caching
US7477629B2 (en) Methods and apparatus for supporting session registration messaging
US9246803B2 (en) Method and apparatus for scalable content routing and mobility in named data networks
US10104633B1 (en) Active position driven mobility content delivery in information centric networks
WO2007033363A2 (en) System and method for providing packet connectivity between heterogeneous networks
EP2708005A1 (en) Method and apparatus for seamless mobility techniques in content-centric network
US20070147313A1 (en) Method for establishing a connection between a service requester (client) and a service provider (server) in a decentralized mobile wireless network
JP5905722B2 (en) System and method for mobile IP
US11909716B1 (en) Locator lookup-based, low-latency, multi-access IP mobility
JP2011055236A (en) Communication system, mapping information notification device, mapping information notification method and program
Azgin et al. On-demand mobility support with anchor chains in Information Centric Networks
KR101556031B1 (en) Method and system of distributed mobility control on network
KR102437289B1 (en) Method and Apparatus for Defining Path of a Packet in Information-Centric Networking for Data Producer Mobility
US9763135B1 (en) Load balancing with mobile resources
Lakshminarayanan et al. Support for service composition in i3
Aiash et al. Supporting communication in information centric networks using the location/ID split protocol and time released caching
Kim et al. MoHiD: A Scalable Mobility Platform based on Hierarchical Distributed Hash Table
Kim et al. MoHiD: A Scalable Mobility Platform based on Hierarchical DHT
Lee et al. MobCast: overlay architecture for seamless ip mobility using scalable anycast proxies
Safitri et al. Dynamic Content Management for Mobile Subscribers: A Survey
KR20070062903A (en) Method for ipv6 based overlay network to support mobility

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee