KR20130134727A - 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법 - Google Patents

컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법이 개시된다. 컨텍스트 선택부는 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택한다. 컨텍스트 테이블 관리부는 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 컨텍스트 테이블을 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송한다. 본 발명에 따르면, 저전력 무선 사설 네트워크에서 전송되는 패킷에 포함된 복수의 헤더를 효율적으로 압축할 수 있다. 그리고 자주 사용되는 패킷 헤더 양식을 고려하여 압축할 수 있다. 또한 압축될 헤더가 무엇인지 컨텍스트 정보가 알려주기 때문에, 복수의 헤더를 앞쪽의 헤더부터 압축할 때 NHC로 압축되는 7가지 종류 이외의 헤더가 존재하면 그 헤더 이후로는 압축이 가능한 헤더도 압축할 수 없는 기존 헤더 압축 방식의 문제점을 해결할 수 있다.

Description

컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법{Apparatus and method for managing communication for context-based header compression}
본 발명은 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저전력 무선 사설 네트워크(Low-Power Wireless Personal Area Network : LoWPAN)에서 전송되는 패킷의 헤더를 컨텍스트(context) 기반으로 압축하기 위한 통신 관리장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기능과 정보 처리 기능을 수행할 수 있는 기기 간의 통신인 사물통신(Machine-to-Machine : M2M)을 이용한 서비스의 증가에 따라, 저전력으로 동작하는 네트워크인 IEEE 802.15.4가 사물통신의 링크(Link) 계층으로 주목받고 있다. IEEE 802.15.4 망에서 IP 통신을 지원하기 위해 도입된 것이 6LoWPAN(6 Low-Power Wireless Personal Area Network) 표준이다. 6LoWPAN 표준의 핵심 내용은 IPv6(Internet Protocol version 6) 패킷 헤더를 압축하여 크기를 줄이는 것이다. IPv6 패킷 헤더를 압축하기 위한 방법은 IEFT 표준 RFC 6282에서 제공한다. RFC 6282는 IPv6 장비의 IP 계층(3계층)과 MAC(Medium Access Control) 계층(2계층) 사이에 위치하는 6LoWPAN 계층(2.5계층)에서 IPv6 헤더를 압축하는 방식을 다루고 있다.
한편, 패킷에는 복수의 헤더가 달릴 수 있으며 도메인에 따라 자주 쓰이는 패킷 헤더의 양식이 존재한다. 패킷 헤더의 양식에는 헤더의 종류, 순서, 내용 등이 포함된다. 예를 들어, IEEE 802.15.4 도메인에서는 표준에서 추천하는 방식을 따라 RPL(Routing Protocol for Low Power and Lossy Network)을 사용할 경우 IPv6 헤더, IPv6 Hop-By-Hop-Option(HBHO) 헤더, IPv6 헤더가 연속적으로 이어진다. 그리고 IPv6 HBHO 헤더에는 RPL 옵션 헤더를 포함하는 패킷이 자주 사용된다. RFC 6282에서는 이와 같이 복수의 헤더가 달려있을 경우, 첫 번째 헤더인 IPv6 헤더를 제외한 압축하고자 하는 각각의 헤더 앞에 NHC(Next Header Compression)를 삽입하여 압축을 수행한다. 구체적으로, NHC는 1바이트의 길이를 가지며 7가지 종류의 헤더(HBHO Header, Routing Header, Fragment Header, Destination Option Header, Mobility Header, IPv6 Header, UDP Header)를 압축할 수 있다.
도 1은 6LoWPAN에서 NHC를 삽입하여 헤더를 압축하는 기존의 방식을 나타낸 도면이다. 도 1의 (a)는 헤더를 압축하기 전의 패킷을 나타낸 것이고, (b)는 기존의 방식으로 헤더를 압축한 패킷을 나타낸 것이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 패킷은 IPv6 헤더, A 헤더, B 헤더, C 헤더 및 페이로드(payload)를 포함하고 있다. 여기서, A 헤더, B 헤더 및 C 헤더는 각각 RFC 6282에서 압축 가능한 것으로 명시된 7가지 종류의 헤더에 해당 되며 각각의 헤더는 다음에 이어지는 헤더에 대한 정보를 담고 있다. 구체적으로, IPv6 헤더는 다음에 이어지는 헤더가 A 헤더임을 나타내는 정보를 담고 있다.
도 1의 (b)를 참조하면, 첫 번째 헤더인 IPv6 헤더를 제외한 압축하고자 하는 각각의 헤더 앞에 NHC를 삽입하여 압축을 수행한다. NHC 필드는 NHC 바로 뒤에 위치한 헤더의 종류와 이러한 헤더를 압축하기 위한 인코딩 정보를 담는다. 구체적으로, 첫 번째 NHC 필드에는 첫 번째 NHC 바로 뒤에 위치한 헤더가 A 헤더임을 나타내는 정보와 A 헤더를 압축하기 위한 인코딩 정보가 담긴다. 또한 NHC 필드는 NHC 바로 뒤에 위치한 헤더 다음에 이어지는 헤더가 압축 가능한지를 나타내는 NH 플래그(Next Header Flag)를 담는다. NHC가 쓰이려면 이전에 위치한 NH 플래그가 1이어야 한다. 또한 앞에 NHC가 위치하지 않는 첫 번째 NHC를 위하여, 첫 번째 헤더인 IPv6 헤더의 인코딩 정보를 담고 있는 IPHC(IP Header Compression) 필드에 NH 플래그가 마련되어 있다. 구체적으로, IPHC는 IPv6 헤더 바로 앞에 위치하고 IPHC 의 NH 플래그 값은 1이다. 그리고 마지막에 위치한 NHC의 NH 플래그 값은 더 이상 압축할 헤더가 존재하지 않으므로 0을 가지며, 나머지 압축을 수행하기 위한 NHC의 NH 플래그 값은 1이다.
이와 같은 기존의 헤더 압축 방식은 IPv6 헤더 이외의 헤더에 대해 낮은 압축 효율을 갖는다. 구체적으로, RFC 6282에서 언급된 7가지 종류의 헤더를 위한 NHC 중 대부분의 NHC 필드에는 헤더 인코딩 정보가 포함되지 않으며, IPv6를 제외하고 인코딩 정보가 없는 헤더에 대해서는 패딩(padding)을 제거하는 수준의 압축 밖에는 지원하지 않는다. 또한, UDP 헤더의 경우 제한적으로 압축된다. 그리고 기존의 헤더 압축 방식도 컨텍스트 기반 압축을 지원할 수 있으나, IPv6 주소에 관한 컨텍스트 만을 활용하여 자주 사용되는 패킷 헤더 양식이 존재할 경우를 고려할 수 없다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, RFC 6282에서는 NH 플래그가 1로 설정되어야만 이후에 NHC를 이용할 수 있도록 되어있다. 따라서 기존의 헤더 압축 방식으로는 복수의 헤더를 앞쪽의 헤더부터 압축할 때, NHC로 압축되는 7가지 종류 이외의 헤더가 존재하면 그 헤더 이후로는 압축이 가능한 헤더도 압축할 수 없다.
본 발명과 관련된 등록특허 제0937924호에는 6LoWPAN 네트워크의 이동성 지원을 위한 프로토콜 헤더 압축 방법이 개시되어 있다. 개시된 방법에 의하면 바인딩 메시지 압축을 통해 핸드오프 성능이 향상되고, 줄어든 바인딩 메시지의 크기로 인해 에너지 효율 또한 증가하게 된다. 그러나 개시된 방법으로도 자주 사용되는 패킷 헤더 양식이 존재할 경우를 고려할 수 없는 등 기존의 헤더 압축 방식의 문제점을 해결하는 데는 어려움이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저전력 무선 사설 네트워크에서 전송되는 패킷에 포함된 복수의 헤더를 효율적으로 압축하기 위한 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 저전력 무선 사설 네트워크에서 전송되는 패킷에 포함된 복수의 헤더를 효율적으로 압축하기 위한 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공함에 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치는, 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택하는 컨텍스트 선택부; 및 상기 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 상기 컨텍스트 테이블을 상기 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 관리부;를 구비한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법은, 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택하는 컨텍스트 선택단계; 및 상기 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 상기 컨텍스트 테이블을 상기 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 관리단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법에 의하면, 저전력 무선 사설 네트워크에서 전송되는 패킷에 포함된 복수의 헤더를 효율적으로 압축할 수 있다. 그리고 자주 사용되는 패킷 헤더 양식을 고려하여 압축할 수 있다. 또한 압축될 헤더가 무엇인지 컨텍스트 정보가 알려주기 때문에, 복수의 헤더를 앞쪽의 헤더부터 압축할 때 NHC로 압축되는 7가지 종류 이외의 헤더가 존재하면 그 헤더 이후로는 압축이 가능한 헤더도 압축할 수 없는 기존 헤더 압축 방식의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 6LoWPAN에서 NHC를 삽입하여 헤더를 압축하는 기존의 방식을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치를 네트워크의 게이트웨이(gateway)에 구현한 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 XML을 이용하여 작성한 컨텍스트 테이블 엔트리의 구체적인 예를 나타낸 도면,
도 5는 NHC의 미할당 영역을 활용하여 생성한 컨텍스트 압축 헤더의 예를 나타낸 도면,
도 6은 헤더 처리부가 도 1의 (a)에 도시된 패킷에 포함된 헤더의 일부를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면,
도 7은 헤더 처리부가 도 1의 (a)에 도시된 패킷에 포함된 헤더를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면,
도 8은 헤더 처리부가 RFC 6282에 명시되지 않은 헤더를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치가 구현되는 계층을 나타낸 블록도, 그리고,
도 10은 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치를 네트워크의 게이트웨이에 구현한 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 네트워크는 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)와 복수의 노드(node)로 구성된다. 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)가 구현되는 네트워크는 6LoWPAN와 같은 저전력 무선 사설 네트워크인 것이 일반적이나, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)는 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 관리할 수 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅과 관련하여 컨텍스트(context)는 일반적으로 사용자와 다른 사용자, 시스템 또는 디바이스의 어플리케이션 간의 상호 작용에 영향을 미치는 사람, 장소, 사물, 개체, 시간 등의 상황 특징을 규정하는 정보를 의미한다. 본 발명에서 컨텍스트 배열은 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열을 의미하는 것으로 정의하였다. 그리고 컨텍스트 테이블은 이와 같은 컨텍스트 배열이 저장되어 있는 것으로 테이블 양식인 것이 일반적이나 이에 한정되지는 않는다. 또한 컨텍스트 테이블에는 컨텍스트 배열에 포함된 각각의 헤더의 종류나 데이터 등이 포함될 수 있다.
각각의 노드는 네트워크를 통해 통신하는 통신기기로 컴퓨터, 노트북, 스마트 폰 등 다양한 종류의 사용자 단말이 이에 해당 될 수 있다. 각각의 노드는 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)로부터 전송받은 컨텍스트 테이블을 기초로 패킷에 포함된 복수의 헤더 중 연속적인 헤더의 배열을 하나의 단위로 압축하여 전송할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)는 도 2에서와 같이 네트워크의 게이트웨이에 구현될 수 있다. 또는 네트워크의 게이트웨이, 라우터(router), 노드 등에 하나 또는 복수로 구현될 수 있다. 즉, 계산 능력이나 배터리가 충분하여 패킷 모니터링에 유리한 몇몇의 라우터나 노드에서만 구현되어도 충분하다.
도 3은 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치(200)에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 통신 관리장치(200)는 컨텍스트 선택부(210), 컨텍스트 테이블 관리부(220), 컨텍스트 테이블 갱신부(230) 및 헤더 처리부(240)를 구비한다.
컨텍스트 선택부(210)는 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택한다. 이때, 컨텍스트 선택부(210)는 컨텍스트 배열을 관리자에 의해 임의로 선택하거나 통계적 방법을 이용하여 선택할 수도 있다. 통계적 방법은 네트워크를 통해 노드나 라우터에서 전송되는 패킷을 모니터링하여 가장 빈번하게 발견되는 연속적인 헤더의 배열을 선택하는 방법이다.
한편 연속적인 헤더의 배열을 모니터링할 때, 하나의 패킷에 포함된 복수의 헤더 전체를 연속적인 헤더의 배열로 인식할 필요는 없다. 즉, 앞에서부터 연속된 일부의 헤더만 연속적인 헤더의 배열로 인식할 수 있다. 예를 들어, IPv6-HBHO-IPv6-TCP, IPv6-HBHO-IPv6-UDP, IPv6-HBHO-IPv6-DCCP의 복수의 헤더가 빈번하게 발견되는 경우, 컨텍스트 선택부(210)는 공통된 부분인 IPv6-HBHO-IPv6를 하나의 컨텍스트 배열로 인식하여 선택할 수 있다.
예를 들면, 컨텍스트 선택부(210)는 네트워크를 통해 전송되는 복수의 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 검출되는 횟수를 산출한다. 그리고 산출된 횟수에 따라 연속적인 헤더의 배열 각각에 순서를 부여하고 사전에 설정한 순서에 해당하는 연속적인 헤더의 배열을 컨텍스트 배열로 선택할 수 있다.
다음의 표 1 및 표 2는 컨텍스트 선택부(210)가 통계적 방법을 이용하여 컨텍스트 배열을 선택하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
패킷에 포함된
연속적인 헤더의 배열		 검출되는 횟수 인식 가능한
연속적인 헤더의 배열

ABC
3
 AB
BC
ABC
AB 4 AB
표 1을 참조하면, 네트워크를 통해 전송되는 패킷은 A 헤더, B 헤더 및 C 헤더로 이루어진 배열 또는 A 헤더 및 B 헤더로 이루어진 배열을 포함한다. A 헤더, B 헤더 및 C 헤더로 이루어진 배열을 포함하는 패킷은 총 3회 검출되었고 A 헤더 및 B 헤더로 이루어진 배열을 포함하는 패킷은 총 4회 검출되었다. 앞서 설명한 바와 같이, 앞에서부터 연속된 일부의 헤더만 연속적인 헤더의 배열로 인식할 수 있기 때문에 컨텍스트 선택부(210)는 A 헤더, B 헤더 및 C 헤더로 이루어진 배열로부터 A 헤더 및 B 헤더로 이루어진 배열과 B 헤더 및 C 헤더로 이루어진 배열도 인식할 수 있다. 그 결과 인식 가능한 연속적인 헤더의 배열 및 검출되는 총 횟수는 다음의 표 2와 같다.
인식 가능한 연속적인 헤더의 배열 검출되는 총 횟수
AB 7
BC 3
ABC 3
컨텍스트 선택부(210)는 검출되는 총 횟수가 가장 많은 A 헤더 및 B 헤더의 배열을 컨텍스트 배열로 선택할 수 있다. 이와 같은 통계적 방법에는 최저 사용 빈도(Least Recently Used : LRU)를 비롯한 다양한 캐싱 알고리즘(caching algorithm)이 적용될 수 있다.
컨텍스트 테이블 관리부(220)는 컨텍스트 선택부(210)에 의해 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 이를 통신기기에 전송한다. 구체적으로, 컨텍스트 배열, 컨텍스트 배열에 포함된 각각의 헤더의 종류, 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보(컨텍스트 ID), 컨텍스트 배열에 포함된 각각의 헤더에 대하여 기본 값이 정해진 필드와 해당 기본 값 등이 컨텍스트 테이블 엔트리(entry)에 포함될 수 있다.
도 4는 XML을 이용하여 작성한 컨텍스트 테이블 엔트리의 구체적인 예를 나타낸 도면이다.
컨텍스트 테이블 엔트리 각각에 포함되는 정보는 엔트리 식별자, 헤더 순서, 헤더에서 공유되는 필드의 종류 및 내용이다. 이와 같은 정보는 XML 형식뿐 아니라 HTML(Hyper Text Markup Language), XHTML(Extensible Hypertext Markup Language)과 같은 다양한 형식의 마크업 언어로 기록될 수 있다.
도 4를 참조하면, 하나의 연속적인 헤더의 배열인 IPv6-HBHO-Routing-IPv6를 XML(eXtendable Markup Language) 형식으로 나타낸 것이다. 각각의 엔트리 정보는 <context_table_entry> 태그 안에, 컨텍스트 ID는 <context_id> 태그 안에 담긴다. 그리고 각각의 헤더에 대한 정보는 <header> 태그 안에 담기며, 헤더의 순서는 <header> 태그가 나열된 순서에 따라 결정된다. <header> 태그 안에는 <type>, <shared_field_value> 태그가 담겨 헤더의 종류와 공유되는 필드 값을 기록한다.
다시 도 3을 참조하면, 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 선택된 컨텍스트 배열이 변경되면 변경된 컨텍스트 배열이 기록되도록 컨텍스트 테이블을 수정하고 컨텍스트 테이블의 수정된 사항을 담고 있는 컨텍스트 테이블 갱신 메시지를 통신기기에 전송한다.
구체적으로, 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 사전에 설정된 주기마다 컨텍스트 테이블을 모니터링하거나 관리자로부터 직접 입력받는 등의 다양한 방식으로 컨텍스트 배열의 변경 사항을 파악할 수 있다. 이와 같은 변경 사항에 따라, 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 컨텍스트 테이블의 내용을 삭제, 추가, 변경하는 등의 방식으로 수정한다. 그리고 컨텍스트 테이블의 수정된 사항을 담고 있는 컨텍스트 테이블 갱신 메시지(Context Table Update Message)를 각각의 통신기기로 전송한다. 이러한 컨텍스트 테이블 갱신 메시지는 다양한 형식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 새로운 ICMP 메시지 형식을 정의하거나 Router Advertisement 또는 RPL의 DIO(DODAG Information Object) 메시지에 새로운 옵션을 정의하여 사용할 수도 있다. 또는 IPv6에 새로운 확장 헤더(Extension Header)를 정의하여 사용할 수도 있다. 그리고 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 분산 환경에서 정보를 공유하기 위한 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 특정 노드나 라우터의 컨텍스트 테이블을 기준으로 하여 모든 노드나 라우터의 컨텍스트 테이블을 수정할 수도 있다.
헤더 처리부(240)는 컨텍스트 배열을 하나의 단위로 압축할 수 있는 컨텍스트 압축 헤더를 생성하여 네트워크를 통해 전송하고자 하는 패킷에 포함된 컨텍스트 배열을 콘텍스트 압축 헤더로 압축한다. 컨텍스트 압축 헤더의 필드에는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 전체 압축 정보, 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중 일부가 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 부분 압축 정보, 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보 등이 포함될 수 있다. 컨텍스트 압축 헤더는 6LoWPAN에서 헤더를 압축하기 위해 사용하는 기존의 헤더 필드를 변경하여 생성될 수 있다. 예를 들어, NHC의 미할당(Unassigned) 영역을 활용할 수 있다. 앞서 설명한 RFC 6282의 내용에 따라, 압축되는 복수의 헤더의 첫 번째 IPHC의 NH 플래그 값을 1로 설정하고 첫 번째 NHC를 삽입한다.
도 5는 NHC의 미할당 영역을 활용하여 생성한 컨텍스트 압축 헤더의 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 컨텍스트 압축 헤더는 프리픽스(prefix) 필드, p 플래그 및 CID 필드를 포함한다. 프리픽스 필드는 해당 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 전체 압축 정보를 담고 있는 것으로 고유한 숫자를 담아 이를 표현할 수 있다. 예를 들어, 길이 3비트(bit)인 이진수 110을 프리픽스로 정하여 NHC의 미할당 영역을 활용할 수 있다. 이때, 프리픽스의 길이와 값은 표준화 과정을 통해 정해진다. p 플래그는 해당 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중 일부가 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 부분 압축 정보를 담고 있다. 예를 들어, p 플래그 값이 1이면 일부 헤더만 압축 헤더로 압축되었음을 의미하도록 설정할 수 있다. CID 필드에는 컨텍스트 ID가 저장된다. 즉, 하나의 단위로 압축될 컨텍스트 배열에 대한 컨텍스트 테이블 엔트리의 컨텍스트 ID를 여기에 삽입한다. CID 필드의 길이는 기록 가능한 총 컨텍스트 숫자를 제한한다. 예를 들어, 전체 NHC의 길이가 7비트이므로 프리픽스 필드의 길이가 3비트이면 CID 필드의 길이는 4비트로 총 16가지의 컨텍스트 배열을 나타낼 수 있다.
헤더 처리부(240)는 이와 같은 방식으로 컨텍스트 압축 헤더를 생성하고, 생성된 컨텍스트 압축 헤더에 대응하는 연속적인 헤더의 배열을 압축하여 컨텍스트 압축 헤더 뒤에 위치시킨다. 이때, 컨텍스트 기반으로 압축되는 모든 헤더에서 다음에 이어지는 헤더에 대한 정보는 생략되고, 인코딩 정보가 없는 NHC는 사용되지 않는다. 그리고 각각의 헤더에 대한 공유 필드 값들도 생략된다. 따라서 헤더 처리부(240)는 6LoWPAN에서 기존의 헤더 압축 방식을 큰 수정 없이 이용할 수 있다. 또한 헤더 처리부(240)의 압축 방식은 컨텍스트 테이블을 통해 공유되어야 할 내용에 대한 제한이 없기 때문에, RFC 6282 압축 방식에 기록되었는지 여부에 상관없이 모든 종류의 연속적인 헤더의 배열에 적용될 수 있다.
도 6은 헤더 처리부(240)가 도 1의 (a)에 도시된 패킷에 포함된 헤더의 일부를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)는 공유되는 컨텍스트 테이블의 엔트리를 XML 양식으로 기록한 것이고, (b)는 헤더 처리부(240)에 의해 컨텍스트 기반으로 일부 헤더가 압축된 패킷을 나타낸 것이다. 도 6의 (a)를 참조하면, 컨텍스트 ID는 3이고 컨텍스ㅌ 배열로 IPv6 헤더, A 헤더, B 헤더가 선택되었다. 도 6의 (b)를 참조하면, p 플래그 값이 1이고 CID를 3으로 설정한 컨텍스트 압축 헤더인 수정된 NHC로 A 헤더와 B 헤더까지 압축할 수 있다. 그리고 이후에 C 헤더를 압축하기 위한 NHC와 압축된 C 헤더가 나열된다. 즉, 헤더 처리부(240)는 컨텍스트 테이블에 저장되어 있지 않은 C 헤더를 압축하기 위해서는 기존의 헤더 압축 방식을 사용할 수 있다. 앞서 설명한 예는 앞부분에 위치한 일부 헤더를 압축하는 경우에 해당하나, 압축되는 구간이 헤더의 중간이나 끝 부분에 위치하는 경우에도 유사한 방식으로 구현 가능하다.
도 7은 헤더 처리부(240)가 도 1의 (a)에 도시된 패킷에 포함된 헤더를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 공유되는 컨텍스트 테이블의 엔트리를 XML 양식으로 기록한 것이고, (b)는 헤더 처리부(240)에 의해 컨텍스트 기반으로 헤더가 압축된 패킷을 나타낸 것이다. 도 7의 (a)를 참조하면, 컨텍스트 ID는 5이고 컨텍스트 배열로 IPv6 헤더, A 헤더, B 헤더, C 헤더가 선택되었다. 도 7의 (b)를 참조하면, p 플래그 값이 0이고 CID를 5로 설정한 컨텍스트 압축 헤더인 수정된 NHC로 A 헤더, B 헤더, C 헤더 모두를 압축할 수 있다.
도 8은 헤더 처리부(240)가 RFC 6282에 명시되지 않은 헤더를 컨텍스트 기반으로 압축한 예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (a)는 공유되는 컨텍스트 테이블의 엔트리를 XML 양식으로 기록한 것이고, (b)는 RFC 6282에 명시되지 않은 헤더를 포함하고 있는 압축하기 전의 패킷을 나타낸 것이고, (c)는 기존의 방식으로 헤더를 압축한 패킷을 나타낸 것이며, (d)는 헤더 처리부(240)에 의해 컨텍스트 기반으로 헤더를 압축한 패킷을 나타낸 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 컨텍스트 ID는 7이고 컨텍스트 배열로 IPv6 헤더, A 헤더, D 헤더, C 헤더가 선택되었다. 도 8의 (b)를 참조하면, 압축하기 전의 패킷은 IPv6 헤더, A 헤더, D 헤더, C 헤더 및 페이로드를 포함하고 있다. 그리고 각각의 헤더는 바로 뒤에 위치하는 헤더에 관한 정보를 포함하고 있다. 도 8의 (c)를 참조하면, A 헤더와 C 헤더는 각각 RFC 6282에서 압축 가능한 것으로 명시된 헤더이고 D헤더는 RFC 6282에서 압축 가능한 것으로 명시된 헤더가 아닌 경우, 기존의 방식에 의하면 A 헤더만 압축되고 압축할 수 있는 C 헤더는 D 헤더가 앞서 존재하기 때문에 압축될 수 없다. 도 8의 (d)를 참조하면, 헤더 처리부(240)는 p 플래그 값이 0이고 CID를 7로 설정한 컨텍스트 압축 헤더인 수정된 NHC로 A 헤더, D 헤더, C 헤더 모두를 압축할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 각각의 헤더에는 바로 뒤에 위치하는 헤더에 관한 정보는 포함하지 않는다. 이에 따라, 복수의 헤더를 앞쪽의 헤더부터 압축할 때 NHC로 압축되는 7가지 종류 이외의 헤더가 존재하면 그 헤더 이후로는 압축이 가능한 헤더도 압축할 수 없었던 기존 헤더 압축 방식의 문제점이 해결되었음을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치(200)가 구현되는 계층을 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면, 컨텍스트 선택부(210), 컨텍스트 테이블 관리부(220) 및 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 IPv6나 ICMPv6(Internet Control Message Protocol Version 6) 계층(3계층)에서 구현될 수 있다. 그리고 헤더 처리부(240)는 6LoWPAN 계층(2.5계층)에서 구현될 수 있다. 또한 컨텍스트 테이블은 2.5계층과 3계층에서 모두 쓰이도록 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
컨텍스트 선택부(210)는 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택한다(S1010).
그리고 컨텍스트 테이블 관리부(220)는 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 컨텍스트 테이블을 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송한다(S1020).
그 후, 컨텍스트 테이블 갱신부(230)는 선택된 컨텍스트 배열이 변경되면 변경된 컨텍스트 배열이 기록되도록 컨텍스트 테이블을 수정하고 컨텍스트 테이블의 수정된 사항을 담고 있는 컨텍스트 테이블 갱신 메시지를 통신기기에 전송한다(S1030).
이에 따라, 헤더 처리부(240)는 컨텍스트 배열을 하나의 단위로 압축할 수 있는 컨텍스트 압축 헤더를 생성하여 네트워크를 통해 전송하고자 하는 패킷에 포함된 컨텍스트 배열을 콘텍스트 압축 헤더로 압축한다(S1040).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택하는 컨텍스트 선택부; 및
    상기 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 상기 컨텍스트 테이블을 상기 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선택된 컨텍스트 배열이 변경되면 변경된 컨텍스트 배열이 기록되도록 상기 컨텍스트 테이블을 수정하고 상기 컨텍스트 테이블의 수정된 사항을 담고 있는 컨텍스트 테이블 갱신 메시지를 상기 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 컨텍스트 배열을 하나의 단위로 압축할 수 있는 컨텍스트 압축 헤더를 생성하여 상기 네트워크를 통해 전송하고자 하는 패킷에 포함된 상기 컨텍스트 배열을 상기 콘텍스트 압축 헤더로 압축하는 헤더 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 컨텍스트 압축 헤더의 필드에는 상기 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 상기 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 전체 압축 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 컨텍스트 압축 헤더의 필드에는 상기 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중 일부가 상기 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 부분 압축 정보 및 상기 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보 중 적어도 하나의 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 선택부는 상기 네트워크를 통해 전송되는 복수의 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 검출되는 횟수를 산출하고 상기 횟수에 따라 상기 연속적인 헤더의 배열 각각에 순서를 부여하여, 상기 순서가 사전에 설정한 순서인 연속적인 헤더의 배열을 상기 컨텍스트 배열로 선택하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 테이블에는 상기 컨텍스트 배열에 포함된 각각의 헤더의 종류 및 상기 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보 중 적어도 하나의 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리장치.
  8. 네트워크를 통해 전송되는 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중에서 하나의 단위로 압축하고자 하는 연속적인 헤더의 배열인 컨텍스트 배열을 선택하는 컨텍스트 선택단계; 및
    상기 선택된 컨텍스트 배열이 기록되는 컨텍스트 테이블을 생성하고 상기 컨텍스트 테이블을 상기 네트워크를 통해 통신하고 있는 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 관리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 선택된 컨텍스트 배열이 변경되면 변경된 컨텍스트 배열이 기록되도록 상기 컨텍스트 테이블을 수정하고 상기 컨텍스트 테이블의 수정된 사항을 담고 있는 컨텍스트 테이블 갱신 메시지를 상기 통신기기에 전송하는 컨텍스트 테이블 갱신단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 컨텍스트 배열을 하나의 단위로 압축할 수 있는 컨텍스트 압축 헤더를 생성하여 상기 네트워크를 통해 전송하고자 하는 패킷에 포함된 상기 컨텍스트 배열을 상기 콘텍스트 압축 헤더로 압축하는 헤더 처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 컨텍스트 압축 헤더의 필드에는 상기 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 상기 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 전체 압축 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 컨텍스트 압축 헤더의 필드에는 상기 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열 중 일부가 상기 컨텍스트 압축 헤더로 압축되었는지를 나타내는 부분 압축 정보 및 상기 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보 중 적어도 하나의 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 컨텍스트 선택단계에서, 상기 네트워크를 통해 전송되는 복수의 패킷에 포함된 연속적인 헤더의 배열이 검출되는 횟수를 산출하고 상기 횟수에 따라 상기 연속적인 헤더의 배열 각각에 순서를 부여하여, 상기 순서가 사전에 설정한 순서인 연속적인 헤더의 배열을 상기 컨텍스트 배열로 선택하는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 컨텍스트 테이블에는 상기 컨텍스트 배열에 포함된 각각의 헤더의 종류 및 상기 컨텍스트 배열에 부여되는 고유한 식별정보 중 적어도 하나의 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법.
  15. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 컨텍스트 기반의 헤더 압축을 위한 통신 관리방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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