KR20130095407A

KR20130095407A - 네트워크 연동을 위한 ＩＰｖ6 식별자 사용방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130095407A
Application number: KR1020120016797A
Authority: KR
Inventors: 홍용근; 김형준
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-08-28

Abstract

서로 다른 식별자를 사용하는 M2M 네트워크의 연동을 가능하게 하기 위해, IPv6 주소를 M2M 네트워크 식별자로 사용하는 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 PHY/MAC 식별자를 사용하는 다양한 M2M 네트워크를 IPv6 식별자를 통하여 연동을 가능하게 하고, M2M 디바이스와 일반적인 인터넷 단말과의 통신을 가능하게 하여, 모든 단말과 디바이스가 네트워크에 연결하여 서로 통신할 수 있는 환경을 만들 수 있다.

Description

네트워크 연동을 위한 ＩＰｖ6 식별자 사용방법 및 장치{IPv6 IDENTIFIER USE METHOD AND APPARATUS FOR NETWORK INTERWORKING}

본 발명의 실시예들은 서로 다른 식별자를 사용하는 M2M 네트워크의 연동을 가능하게 하기 위해, IPv6 주소를 M2M 네트워크 식별자로 사용하는 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용방법 및 장치에 관한 것이다.

사람을 위하여 지금까지 사용되었던 통신 기술과 네트워킹 기술들이 점차 사람을 위하여 사용은 되지만 통신 및 네트워킹 주체가 사람이 아닌 사물이 되는 환경으로 변화가 일어나고 있다. 특히 개인용 컴퓨터나 노트북 컴퓨터와 같은 컴퓨터를 중심으로 이루어진 통신 및 네트워크 환경이 스마트 폰, PDA, 휴대용 멀티미디어 기기와 같이 소형의 기기 중심으로 변화를 거쳐 일반 사물에도 연산, 통신 및 네트워킹 기능이 더해져 사물간의 통신 네트워크 환경으로 변화가 일어나고 있다. 이러한 사물간의 통신을 ETSI에서는 M2M(Machine-to-Machine), 3GPP에서는 MTC(Machine-Type Communication)로 지칭되고 있다. M2M의 주요 서비스로는 ITS, eHealth, Smart metering, Connected home 등이 있다.

ETSI에서는 2009년 1월부터 M2M TC(Technical Committee)가 결성되어, end-to-end 관점에서 M2M 표준화를 진행 중이며, 3GPP에서는 2009년 말부터 본격적인 MTC 표준화가 진행 중에 있다. 해외의 주요 이동통신 사업자뿐만 아니라 한국의 이동통신사업자들도 2G/3G 네트워크에 기반하여 M2M 서비스를 제공하고 있다. KT의 경우는 와이브로 망을 통한 M2M 서비스를 제공하려고 하고 있다. 무선랜 장비 제조업체에서는 무선랜 기술을 통하여 M2M 서비스를 제공하기 위한 장비를 개발 및 출시하고 있다.

현재 M2M 서비스를 제공하고 있는 M2M 네트워크의 특성을 보면 기존에 있는 네트워크에 M2M 서비스를 제공하기 위한 기능을 추가하는 형태로 구축되고 있다. 그래서 M2M 서비스를 제공하기 위해서 반드시 필요한 M2M 식별자는 기존에 있는 네트워크에서 사용하던 식별자를 그대로 사용하고 있는 실정이다. 즉, M2M 네트워크라고 할지라도 기존에 있는 네트워크에서 구축되기 때문에, 새로운 식별자를 사용하지 않고 기존에 네트워크에서 사용하던 식별자를 그대로 M2M 네트워크에서도 사용하고 있는 실정이다. 즉, 3GPP 기반 M2M 네트워크에서는 전화번호 (MSISDN)가 M2M 식별자로 사용하고 있으며, IEEE 802.11 WLAN 기술에 기반한 M2M 네트워크에서는 MAC 주소를 M2M 식별자로 사용하고 있다. IEEE 802.16 와이브로 기술에 기반한 M2M 네트워크에서는 CID (Caller ID)또는 MAC 주소를 M2M 식별자로 사용하고 있다.

현재로서는 M2M을 위한 전용의 네트워크를 구축하지 않고 기존의 네트워크를 활용하여 M2M 네트워크를 구축하는 만큼, 다양한 M2M 네트워크라면 서로 다른 M2M 식별자를 사용하게 되는 것이다. 이런 환경에서 서로 다른 M2M 식별자를 사용하는 M2M 네트워크의 연동을 고려하면, 서로 다른 M2M 식별자를 사용하는 만큼 직접적인 연동은 불가능하다. 만약 모든 M2M 네트워크가 동일한 식별자를 사용한다면 직접적인 연동이 가능할 것이다.

따라서, 다양한 M2M 네트워크가 서로 다른 M2M 식별자를 각각 사용한다고 하더라도, M2M 식별자와 밀접한 PHY/MAC 계층보다 상위 계층에서 공통의 식별자를 사용하면 위에서 제기한 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 현재 우리가 사용하고 있는 TCP/IP 프로토콜 기반의 인터넷을 보면 하부의 다양한 액세스 기술을 사용하고 있는 네트워크를 공통적인 IP (Internet Protocol) 계층이 있어서 상이한 액세스 기술을 사용하는 네트워크를 상호 연동시킬 수 있다. 하지만 M2M 네트워크에 인터넷에서 사용하고 있는 TCP/IP 프로토콜 기반의 통신 메커니즘을 그대로 적용할 수는 없다. 왜냐하면 M2M 네트워크에서 동작하는 디바이스는 일반적인 인터넷에 연결되어 사용되는 PC나 노트북과는 달리 처리 성능이 제약되고 메모리 사용량에도 한계가 있기 때문이다. 또한 TCP/IP 프토토콜 기반의 통신 메커니즘은 사람이 주로 사용하는 인터넷 응용을 위해서 만든 기법이기 때문에 사물간의 통신 응용에서는 그대로 적용하는 것은 별로 효율적이지 못할 것이다. 예를 들어, 사람은 통신하고 있는 상대방 컴퓨터의 인터넷 주소(예를 들어, 10.10.10.10)를 외우기가 어렵기 때문에, DNS (Domain Name Service)의 도움을 받아 인터넷 주소와 매핑된 도메인 네임을 이용하여 통신을 개시한다. 하지만 사물간의 통신에서는 통신하고자 하는 상대방 사물의 주소(식별자)를 코드에 미리 적어 놓거나 저장 장치에 기록해 놓으면 되기 때문에, 사물간의 통신에서는 DNS 같은 네트워크 메커니즘을 이용할 필요는 없다.

결론적으로, M2M 네트워크가 서로 다른 억세스 기술을 사용하고 PHY/MAC 계층에서 서로 다른 식별자를 사용하고 있다면, 네트워크 계층에서의 IPv6를 M2M 네트워크의 식별자로 사용하면 다양한 M2M 네트워크 연동이 가능할 것이며, 기존의 TCP/IP 프로토콜을 이용하는 방식이 아닌 M2M 통신의 특성을 이용하는 새로운 방식이 필요하다.

본 발명의 일실시예는 서로 다른 PHY/MAC 계층의 식별자를 사용하는 M2M 네트워크를 연동시키기 위해서, 상이한 PHY/MAC 계층의 식별자를 그대로 사용할 수도 없고 또한 일반적인 인터넷에 기반한 TCP/IP 통신을 모든 M2M 네트워크에서 사용할 수 없기 때문에, IPv6 주소를 M2M 네트워크 식별자로 사용하여 다양한 M2M 네트워크를 연동을 가능하게 하는 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용방법 및 장치를 제공한다.

상기 일실시예를 달성하기 위한 장치로서, M2M 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용 장치는 물리 매체를 통한 통신을 수행하는 물리/맥 계층; 상기 물리/맥 계층과 연동하여 IPv6 프로토콜에 따른 네트워크 통신을 수행하는 네트워크 계층; 및 상기 네트워크 계층과 연동하여 IPv6를 통신 주소로 사용하여 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스 계층을 포함한다.

상기 일실시예를 달성하기 위한 방법으로서, M2M 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용 방법은 물리/맥 계층이 물리 매체를 통한 통신을 수행하는 단계; 네트워크 계층이 상기 물리/맥 계층과 연동하여 IPv6 프로토콜에 따른 네트워크 통신을 수행하는 단계; 및 응용 서비스 계층이 상기 네트워크 계층과 연동하여 IPv6를 통신 주소로 사용하여 응용 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 서로 다른 PHY/MAC 식별자를 사용하는 다양한 M2M 네트워크를 IPv6 식별자를 통하여 연동을 가능하게 하고, M2M 디바이스와 일반적인 인터넷 단말과의 통신을 가능하게 하여, 모든 단말과 디바이스가 네트워크에 연결하여 서로 통신할 수 있는 환경을 만들 수 있다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일반적인 인터넷에서 TCP/IP 프토토콜 통신을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 M2M 네트워크에서 IPv6를 이용한 통신을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IPv6 기반 게이트웨이를 통한 인터넷 단말과 M2M 디바이스간의 통신을 보인 예시도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

IETF에서 개발된 IPv6(Internet Protocol Version 6)는 기존 IPv4가 가지는 인터넷 주소 부족의 문제, 이동성 문제, 보안 문제, 자동 설정 등의 문제점을 해결하고자 나온 새로운 인터넷 프로토콜이다. IPv6는 IPv4와 마찬가지로 다양한 PHY/MAC 계층 위에서 동작하여 현재의 인터넷과 같은 네트워크를 연동(interworking) 시키는 역할을 수행한다. 현재의 인터넷에서 IPv6는 통신하는 상대방 노드와 네트워크 계층의 식별자(인터넷 주소 역할)과 함께 응용 계층에서의 식별자를 모두 수행한다. 다음 도 1에 도시된 바와 같이 IPv6는 일반적인 TCP/IP 프로토콜에서 네트워크 계층에서도 사용되지만 응용계층에서도 사용된다. 물론 응용 계층에서 응용이 IPv6를 직접 사용하기도 하지만, IPv6를 직접 외우기가 어려우므로 DNS의 도움을 받아 특정 IPv6와 매핑된 도메인 네임을 이용하여 통신을 개시한다.

앞에서 설명했듯이, 다양한 기술로 구성된 M2M 네트워크는 서로 상이한 PHY/MAC 계층의 식별자를 사용할 것이므로 PHY/MAC 계층의 기술로만 서로 다른 M2M 네트워크를 연동하기는 불가능하다. 따라서 다양한 M2M 네트워크를 연동하기 위해서는 일반적인 인터넷에서 사용하는 방법과 같이 PHY/MAC 계층 위에 네트워크 계층을 하나 더 올려 네트워크 계층에서 연동을 하면 서로 다른 M2M 네트워크를 연동시키는 데에는 문제가 없다. 즉 PHY/MAC 계층에서는 서로 다른 식별자를 사용하지만, 네트워크 계층에서는 공통적인 IPv6라는 식별자를 사용하므로 서로 통신이 가능하게 된다.

하지만, M2M 네트워크에 일반적인 인터넷에서 사용하는 방법과 같이 PHY/MAC 계층, 네트워크 계층, 전송(transport) 계층, 응용 계층을 모두 올려서 사용하는 것은 옳지 못한 방법이다. 왜냐하면 일반적인 인터넷은 사람이 통신을 사용한다는 가정에서 만든 것이고 통신의 주체가 사람이며, 통신을 하는 단말은 PC나 노트북 같이 어느 정도의 처리 능력과 메모리 및 성능이 갖춘 단말을 가정하기 때문이다. M2M 네트워크에서 사용되는 사물 중에는 PC나 노트북 같은 조건을 갖춘 단말도 있겠지만, 대부분의 통신 단말들은 PC나 노트북 보다는 휠씬 간단하고 성능 및 메모리 양도 낮은 디바이스가 대부분이기 때문에 도 1에서 기술된 방식을 그대로 M2M 네트워크에 적용하기에는 효율적이지 못하다.

본 발명의 일실시예에서는 서로 다른 M2M 네트워크를 연동하기 위하여 IPv6를 식별자로 사용하면서도 M2M 네트워크의 특성을 반영하는 사용방법 및 장치를 아래와 같이 제안한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 M2M 네트워크에서 IPv6를 이용한 통신을 보인 예시도이다.

서로 다른 PHY/MAC 계층을 이용하는 만큼 IPv6를 사용하는 네트워크 계층의 사용은 필수적이며, 일반적인 인터넷에서 사용하는 TCP/IP 프로토콜의 전송 계층과 응용 계층은 필요하지 않다. 도 2에서의 PHY/MAC 계층과 네트워크 계층은 일반적인 인터넷에서 사용하는 PHY/MAC 계층 및 네트워크 계층과 동일하거나 조금 기능이 빠진 단순한 형태이다. 예를 들어, IPv6를 IEEE 802.15.4에서 사용하기 위하여 IETF의 6lowpan기술을 사용할 수 있다. 하지만 M2M 네트워크에서 도 1에서의 전송 계층 및 응용 계층은 삭제되고 바로 네트워크 계층 위에 응용 서비스가 돌아 가는 형태로 구성된다.

도 2에서 IPv6는 네트워크 계층에서 M2M 디바이스의 식별자로 사용되기도 하며, 응용 서비스에서 IPv6를 통신의 송신자 주소로 사용한다. 일반적인 인터넷에서의 DNS와 같은 별도의 인터넷 주소 <-> 도메인 네임의 변환 절차 없이 M2M 네트워크의 특성상 IPv6 주소를 바로 응용 서비스에서 사용하는 것이다.

도 2에서 도시한 대로 M2M 네트워크의 디바이스가 구성된다면, 서로 다른 PHY/MAC 기술을 사용하는 다양한 M2M 네트워크라고 할지라도 공통적인 IPv6를 식별자로 사용하는 네트워크 계층에서 연동이 가능하여 다양한 M2M 네트워크 연동이 가능하다.

M2M 네트워크에서 통신은 대부분 M2M 네트워크 내에서 발생할 것이다. 즉 도 2에서 정의한 구성을 가진 M2M 디바이스끼리 서로 통신을 할 것이므로, 특별한 문제가 없을 것이다. 하지만 도 2에서 정의한대로 구성된 M2M 디바이스가 도 1에서 구현된 인터넷단말과 통신을 하려면 또 다른 기법이 요구된다. 즉, 동일한 IPv6를 사용하는 네트워크 계층이 모두 사용되므로 네트워크 계층에서의 연동은 가능하지만 도 1에서는 사용되는 전송계층과 응용계층이 도 2에서 사용되는 응용서비스와 상이하므로, 중간에 이를 처리해 줄 수 있는 게이트웨이를 사용하여 응용 레벨에서의 연동을 지원한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IPv6 기반 게이트웨이를 통한 인터넷 단말과 M2M 디바이스간의 통신을 보인 예시도이다.

게이트웨이는 인터넷 단말과 M2M 디바이스 간에 통신이 가능하도록 프로토콜 계층을 구성한다. 게이트웨이는 인터넷 단말과의 통신을 위해 PHY/MAC 계층, Network 계층, Transport 계층, 응용 계층을 구성하고, M2M 디바이스와의 통신을 위해 PHY/MAC 계층, Network 계층, 응용 서비스 계층을 구성한다. 게이트웨이는 M2M 디바이스와 IPv6 주소를 이용하여 데이터 통신하여 데이터 패킷을 인터넷 단말과 통신 가능한 데이터 패킷으로 변환하여 통신한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 구성들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

물리 매체를 통한 통신을 수행하는 물리/맥 계층;
상기 물리/맥 계층과 연동하여 IPv6 프로토콜에 따른 네트워크 통신을 수행하는 네트워크 계층; 및
상기 네트워크 계층과 연동하여 IPv6를 통신 주소로 사용하여 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스 계층
을 포함하는 M2M 네트워크 연동을 위한 IPv6 식별자 사용 장치.