KR20140058240A - 이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent)의 데이터 라우팅 방법에 있어서, 어플리케이션 서비스(application service)를 제공하는 어플리케이션 서버와 일대일로 매핑되어 이동 단말기에 대한 이동성을 관리하는 과정과, 상기 이동 단말기의 위치에 상응하게 대응 노드(CN: Corresponding Node)와 상기 이동 단말기간의 데이터를 직접 라우팅하는 과정을 포함한다.

Description

이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 어플리케이션 서버(application server)에 매핑되어 있는 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent, 이하 'CMA'라 칭하기로 한다)를 사용하여 데이터를 라우팅(routing)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 이동 통신 시스템에서 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 대응 노드(CN: Corresponding Node, 이하 'CN'이라 칭하기로 한다)(111)와, 홈 에이전트(Home Agent)(113)와, 인터넷(internet)(115)과, 앵커 기지국(anchor BS(Base Station))(117)과, 서빙 기지국(serving BS)(119)과, 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)(121)를 포함한다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 MS(121)는 CN(111)을 통해 서비스를 제공받기 위해서는 반드시 홈 에이전트(113)를 통해서만 데이터가 라우팅되어야 한다. 이렇게, MS(121)가 CN(111)을 통해 서비스를 제공받기 위해서는 반드시 홈 에이전트(113)를 통해서만 데이터가 라우팅되므로 보안상에 문제가 발생될 수도 있고, 또한 과도한 모바일 트래픽(mobile traffic)으로 인한 트래픽 로드(traffic load)를 초래할 수도 있다.
또한, 상기 이동 통신 시스템에서 상기 MS(121)와 CN(111)간의 직접 라우팅을 고려할 경우 상기 CN(111)의 기능 업데이트는 필수적이게 되고, 이는 결과적으로 상기 CN(111)의 하드웨어 구현 비용 조건을 충족시킬 수 없을 수도 있다.
따라서, 별도의 비용 증가 및 시스템 변경없이 최단 데이터 패스로 MS와 CN간에 데이터를 라우팅하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 어플리케이션 서버에 매핑되어 있는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 이동 통신 시스템에서 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent)에 있어서, 어플리케이션 서비스(application service)를 제공하는 어플리케이션 서버와 일대일로 매핑되어 이동 단말기에 대한 이동성을 관리하는 제어기와, 상기 이동 단말기의 위치에 상응하게 대응 노드(CN: Corresponding Node)와 상기 이동 단말기간의 데이터를 직접 라우팅하는 송/수신기를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent)의 데이터 라우팅 방법에 있어서, 어플리케이션 서비스(application service)를 제공하는 어플리케이션 서버와 일대일로 매핑되어 이동 단말기에 대한 이동성을 관리하는 과정과, 상기 이동 단말기의 위치에 상응하게 대응 노드(CN: Corresponding Node)와 상기 이동 단말기간의 데이터를 직접 라우팅하는 과정을 포함한다.
본 발명은 별도의 비용 증가 및 시스템 변경없이 최단 데이터 패스로 MS와 CN간에 데이터를 라우팅하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보안상의 문제없이 최단 데이터 패스로 MS와 CN간에 데이터를 라우팅하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 이동 통신 시스템에서 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 억세스 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 인터넷에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예를 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시- CMA 직접 터널링을 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 LMA 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 오프 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
이하, 본 발명의 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 라우팅(routing) 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 어플리케이션 서버(application server)에 매핑되어 있는 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent, 이하 'CMA'라 칭하기로 한다)를 사용하여 데이터를 라우팅하는 장치 및 방법을 제안한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크(Corresponding Network)에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 대응 네트워크(211)와, 이동 네트워크 운영자(MNO: Mobile Network Operator, 이하 'MNO'라 칭하기로 한다) 코어 네트워크(core network)(221)와, 인터넷(internet)(225)과, 억세스 네트워크(Access Network)(227)를 포함한다. 여기서, 상기 대응 네트워크(211)는 다수의, 일 예로 3개의 대응 노드(CN: Corresponding Node, 이하 'CN'이라 칭하기로 한다)들, 즉 CN1(213)과, CN2(215)와, CN3(217)과, CMA(219)를 포함한다. 여기서, 상기 CMA(219)는 해당 어플리케이션 서버에 일대일 매핑되며, 상기 어플리케이션 서버는 어플리케이션 서비스, 일 예로 페이스북(facebook)과, 유투브(youtube)와, 판도라(pandora) 텔레비전과, NETFLIX와 같은 어플리케이션 서비스를 제공하는 서버이다.
또한, 상기 MNO 코어 네트워크(221)는 로컬 이동성 앵커(LMA: Local Mobility Anchor, 이하 'LMA'라 칭하기로 한다)(223)를 포함하며, 상기 억세스 네트워크(227)는 이동 억세스 게이트웨이(MAG: Mobile Access Gateway, 이하 'MAG'이라 칭하기로 한다)(229)와, 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)(231)를 포함한다.
또한, 상기 CMA(219)는 상기 MS(231)의 이동성을 관리하며, 상기 MAG(229)을 통해 상기 MS(231)로 데이터를 직접 라우팅한다. 즉, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 CMA(219)가 상기 MAG(229)을 통해 상기 MS(231)로 데이터를 직접 라우팅하기 때문에 종래의 이동 통신 시스템에서와 같이 홈 에이전트(HA: Home Agent, 이하 'HA'라 칭하기로 한다)를 통한 불필요한 데이터 라우팅을 감소시킬 수 있다.
도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크를 서비스하는 인터넷 서비스 제공자(ISP: Internet Service Provider, 이하 'ISP'라 칭하기로 한다)에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 대응 네트워크(311)와, MNO 코어 네트워크(323)와, ISP(319)와, 인터넷(327)과, 억세스 네트워크(329)를 포함한다. 상기 대응 네트워크(311)는 다수의, 일 예로 3개의 CN들, 즉 CN1(313)과, CN2(315)와, CN3(317)을 포함한다. 또한, 상기 ISP(319)는 CMA(321)을 포함하고, 상기 CMA(321)는 어플리케이션 서버와 일대일 매핑된다. 상기 억세스 네트워크(329)는 MAG(331)과 MS(333)를 포함한다.
또한, 상기 CMA(321)는 MS(333)의 이동성을 관리하며, 상기 MAG(331)을 통해 상기 MS(333)로 데이터를 직접 라우팅한다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 CMA(321)가 상기 MAG(331)을 통해 상기 MS(333)로 데이터를 직접 라우팅하기 때문에 종래의 이동 통신 시스템에서와 같이 HA를 통한 불필요한 데이터 라우팅을 감소시킬 수 있다.
도 3에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 코어 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 억세스 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 억세스 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 코어 네트워크(411)와, 인터넷(419)과, ISP(421)와, MNO 코어 네트워크(425)와, 억세스 네트워크(429)를 포함한다.
상기 코어 네트워크(411)는 다수의, 일 예로 3개의 CN들, 즉 CN1(413)과, CN2(415)와, CN3(417)을 포함한다. 또한, 상기 ISP(421)는 CMA(423)을 포함하고, 상기 CMA(423)는 어플리케이션 서버와 일대일 매핑된다. 상기 억세스 네트워크(429)는 MAG(431)과 MS(433)를 포함한다.
또한, 상기 CMA(423)는 MS(433)의 이동성을 관리하며, 상기 MAG(431)을 통해 상기 MS(433)로 데이터를 직접 라우팅한다. 즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 CMA(423)가 상기 MAG(431)을 통해 상기 MS(433)로 데이터를 직접 라우팅하기 때문에 종래의 이동 통신 시스템에서와 같이 HA를 통한 불필요한 데이터 라우팅을 감소시킬 수 있다.
도 4에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 억세스 네트워크를 서비스하는 ISP에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 다수개, 일 예로 4개의 대응 네트워크들(511,519,527,535)과, MNO 코어 네트워크(543)와, 인터넷(547)과, 억세스 네트워크(549)를 포함한다. 상기 대응 네트워크(511)는 CN1(513)과, CN2(515) 및 CMA(517)를 포함하며, 상기 CMA(517)는 페이스북 서버와 매핑된다. 상기 대응 네트워크(519)는 CN3(521)과, CN4(523) 및 CMA(525)를 포함하며, 상기 CMA(525)는 판도라 텔레비전 서버와 매핑된다. 상기 대응 네트워크(527)는 CN5(529)과, CN2(531) 및 CMA(533)를 포함하며, 상기 CMA(533)는 유투브 서버와 매핑된다. 상기 대응 네트워크(535)는 CN7(537)과, CN8(539) 및 CMA(541)를 포함하며, 상기 CMA(541)는 NETFLIX 서버와 매핑된다.
또한, 상기 MNO 코어 네트워크(543)는 LMA(545)를 포함하며, 상기 억세스 네트워크(549)는 MAG(551)과, MS들(553,555,557)을 포함한다. 상기 MAG(551)은 상기 CMA들(517,525,533,541) 및 LMA(545)를 통해 MS들(553,555,557)에게 서비스를 제공한다. 또한, 상기 CMA들(517,525,533,541) 각각은 상기 MS들(553,555,557)로 직접 데이터를 라우팅하는 것이 가능하므로 종래의 이동 통신 시스템에서와 같이 HA를 통한 불필요한 데이터 라우팅을 감소시킬 수 있다.
도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 대응 네트워크에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 인터넷에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 인터넷에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 다수개, 일 예로 4개의 대응 네트워크들(611,619,625,631)과, 인터넷(637)과, MNO 코어 네트워크(641)와, 억세스 네트워크(645)를 포함한다. 상기 대응 네트워크(611)는 CN1(613)과, CN2(615) 및 CMA(617)를 포함하며, 상기 CMA(617)는 페이스북 서버와 매핑된다. 상기 대응 네트워크(619)는 CN3(621)과, CN4(623)을 포함하며, 상기 대응 네트워크(625)는 CN5(627)과, CN2(629)를 포함하며, 상기 대응 네트워크(631)는 CN7(633)과, CN8(635)를 포함한다.
또한, 상기 인터넷(637)에 상기 CMA(639)가 존재하며, 상기 MNO 코어 네트워크(641)는 LMA(643)를 포함하며, 상기 억세스 네트워크(645)는 MAG(647)과, MS들(649,651,653)을 포함한다. 상기 MAG(647)은 상기 CMA들(617,639) 및 LMA(643)를 통해 MS들(649,651,653)에게 서비스를 제공한다. 또한, 상기 CMA들(617,639) 각각은 상기 MS들(649,651,653)로 직접 데이터를 라우팅하는 것이 가능하므로 종래의 이동 통신 시스템에서와 같이 HA를 통한 불필요한 데이터 라우팅을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 인터넷에 존재하는 CMA를 사용하여 데이터를 라우팅하는 과정의 구체적인 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시(MAG-initiated)-CMA 직접 터널링(direct tunneling)을 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시- CMA 직접 터널링을 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 7을 설명하기에 앞서, 도 7에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 항상 데이터 패스(data path), 일 예로 억세스 라우터(access router), 혹은 보더 게이트웨이(border gateway)와 같은 데이터 패스 상에 존재하며, 따라서 상기 CMA는 MS의 홈 어드레스(HoA: Home of Address, 이하 'HoA'라 칭하기로 한다)를 타겟으로 하는 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭하기로 한다) 트래픽(traffic)을 항상 인터셉트(intercept)할 수 있다. 즉, 도 7에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 CN과 MS간의 트래픽 패스상에 존재할 경우의 데이터 라우팅 과정을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 MS(711)와, MAG(713)과, CMA(715)와, CN(717)과, LMA(719)와, 인가, 인증, 어카운팅(AAA: Authorization, Authentication and Accounting, 이하 'AAA'라 칭하기로 한다) 서버(721)를 포함한다.
먼저, 상기 MS(711)는 상기 MAG(713)과, CMA(715)와, CN(717)과, LMA(719)와, AAA 서버(721)와 네트워크 진입(network entry) 절차 및 인가 & 허가(authentication & authorization) 절차를 수행한다(723단계). 이렇게, 네트워크 진입 절차 및 인가 & 허가 절차가 수행되면 상기 CN(717)과, LMA(719)와, AAA 서버(721)는 상기 MS(711)에 대한 보안 키 정보(security key information)를 공유하게 된다(725단계).
또한, 상기 MS(711)는 새로운 MAG, 즉 상기 MAG(713)에 가입 절차를 수행하고/핸드오버를 수행한다(727단계). 상기 MAG(713)은 상기 LMA(719) 혹은 이전의 MAG(도 7에 별도로 도시하지 않음)으로부터 상기 MS(711)의 HoA에 대한 비밀 토큰(crypto token, 이하 'crypto token'라 칭하기로 한다)을 획득한다(729단계).
상기 MS(711)는 상기 MAG(713)으로 데이터 패킷(Data packet)을 송신한다(731단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스(source) IP 어드레스는 상기 MS(711)의 HoA IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션(destination) IP 어드레스는 상기 CN(717)의 IP 어드레스로 설정되어 있다. 도 7에서는 상기 MS(711)가 가입 절차를 수행할 경우 상기 MS(711)와 상기 CN(717)간에는 진행중인 통신이 존재하지 않는다고 가정하기로 한다. 만약, 상기 MS(711)와 상기 CN(717)간에 진행중인 통신이 존재한다면, 상기 MAG(713)은 이전의 MAG을 알게 되고, 따라서 731단계의 수행을 대기하지 않고 729단계 수행 후에 즉시 터널을 셋업하게 된다.
상기 MS(711)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(713)은 상기 CN(717)의 IP 어드레스를 상기 CMA(715)의 IP 어드레스와 매핑한다(733단계). 여기서, 상기 MAG(713)가 상기 CMA(715)의 IP 어드레스를 검출하는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 MAG(713)은 주요한 CMA들, 일 예로 주요 어플리케이션들, 일 예로 페이스북과, 유투브와, 판도라 텔레비전과, NETFLIX 등과 같은 주요 어플리케이션들의 어플리케이션 서버들과 매핑되어 있는 주요한 CMA들의 리스트를 미리 프로비져닝(provisioning)받는다. 또한, 상기 MAG(713)은 상기 LMA(719) 및 이전의 MAG을 알게 되고, hop-by-hop option을 사용하여 상기 CN(717)으로 IP 프로브(probe, 이하 'probe'라 칭하기로 한다)를 송신함으로써 상기 CMA(715)의 IP 어드레스를 검출하게 된다.
이렇게, 상기 CN(717)의 IP 어드레스를 상기 CMA(715)의 IP 어드레스와 매핑한 후, 상기 MAG(713)은 상기 CMA(715)로 바인딩 업데이트(Binding Update) 메시지를 송신한다(735단계). 여기서, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, LMA IP 어드레스와, crypto token 을 포함한다. 상기 MAG(713)으로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CMA(715)는 상기 LMA(719)로 인증 요구(Authentication Request) 메시지를 송신한다(737단계). 여기서, 상기 인증 요구 메시지는 상기 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, crypto token을 포함한다.
상기 CMA(715)로부터 인증 요구 메시지를 수신한 LMA(719)는 상기 CMA(715)로 상기 인증 요구 메시지에 대한 응답 메시지인 인증 응답(Authentication Response) 메시지를 송신한다(739단계). 여기서, 상기 인증 응답 메시지는 상기 LMA(719)가 수행한 인증 동작에 대한 인증 동작 수행 결과를 포함한다. 상기 LMA(719)로부터 인증 응답 메시지를 수신한 CMA(715)는 상기 MAG(713)으로 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지인 바인딩 Ack 메시지를 송신한다(741단계). 여기서, 상기 바인딩 Ack 메시지는 바인딩 업데이트 동작 수행 결과를 포함한다.
상기 CMA(715)로부터 바인딩 Ack 메시지를 수신한 MAG(713)은 상기 CMA(715)로 데이터 패킷을 송신한다(743단계). 여기서, 상기 데이터 패킷은 741단계 이후에 캐시(cache)에 저장되며, 일 예로 그 전달을 더욱 신속하게 처리하기 위해 735단계에서 바인딩 업데이트 메시지를 통해 피기백(Piggyback)되거나, 이와는 달리 상기 LMA(719)로 상기 데이터 패킷을 터널링하여 더 길고/집중화된(longer/centralized) 패스로 전달되도록 한다. 741단계 이후에 도착되는 데이터 패킷들은 새로운 패스를 통해 전달될 것이다.
상기 MAG(713)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(715)는 상기 CN(717)으로 데이터 패킷을 송신한다(745단계). 상기 CMA(715)로부터 데이터 패킷을 수신한 CN(717)은 상기 CMA(715)로 데이터 패킷을 송신한다(747단계). 상기 CN(717)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(715)는 상기 MAG(713)으로 데이터 패킷을 송신한다(749단계). 상기 CMA(715)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(713)은 상기 MS(711)로 데이터 패킷을 송신한다(751단계).
도 7에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시- CMA 직접 터널링을 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시-온 패스(on-path) CMA를 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 8을 설명하기에 앞서, 도 8에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 항상 데이터 패스, 일 예로 억세스 라우터, 혹은 보더 게이트웨이와 같은 데이터 패스 상에 존재하며, 따라서 상기 CMA는 MS의 HoA를 타겟으로 하는 IP 트래픽을 항상 인터셉트할 수 있다. 즉, 도 8에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 CN과 MS간의 트래픽 패스상에 존재할 경우의 데이터 라우팅 과정을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 MS(811)와, MAG(813)과, CMA(815)와, CN(817)과, LMA(819)를 포함한다.
또한, 상기 MS(811)는 새로운 MAG, 즉 상기 MAG(813)에 가입 절차를 수행하고/핸드오버를 수행한다(821단계). 상기 MAG(813)은 상기 LMA(819) 혹은 이전의 MAG(도 8에 별도로 도시하지 않음)으로부터 상기 MS(811)의 HoA에 대한 crypto token을 획득한다(823단계). 상기 MAG(813)은 이전의 MAG 및/혹은 상기 LMA(819)와 터널을 셋업한다(825단계).
상기 MS(811)는 상기 MAG(813)으로 데이터 패킷을 송신한다(827단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 상기 MS(811)의 HoA IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 상기 CN(817)의 IP 어드레스로 설정되어 있다. 도 8에서는 상기 MS(811)가 가입 절차를 수행할 경우 상기 MS(811)와 상기 CN(817)간에는 진행중인 통신이 존재하지 않는다고 가정하기로 한다. 만약, 상기 MS(811)와 상기 CN(817)간에 진행중인 통신이 존재한다면, 상기 MAG(813)은 이전의 MAG을 알게 되고, 따라서 827단계의 수행을 대기하지 않고 825단계 수행 후에 즉시 터널을 셋업하게 된다.
상기 MS(811)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(813)은 상기 CN(817)의 IP 어드레스를 상기 CMA(815)의 IP 어드레스와 매핑한다(829단계). 여기서, 상기 MAG(813)가 상기 CMA(815)의 IP 어드레스를 검출하는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 MAG(813)은 주요한 CMA들, 일 예로 주요 어플리케이션들, 일 예로 페이스북과, 유투브와, 판도라 텔레비전과, NETFLIX 등과 같은 주요 어플리케이션들의 어플리케이션 서버들과 매핑되어 있는 주요한 CMA들의 리스트를 미리 프로비져닝받는다. 또한, 상기 MAG(813)은 상기 LMA(819) 및 이전의 MAG을 알게 되고, hop-by-hop option을 사용하여 상기 CN(817)으로 IP probe를 송신함으로써 상기 CMA(815)의 IP 어드레스를 검출하게 된다.
이렇게, 상기 CN(817)의 IP 어드레스를 상기 CMA(815)의 IP 어드레스와 매핑한 후, 상기 MAG(813)은 상기 CMA(815)로 바인딩 업데이트 메시지를 송신한다(831단계). 여기서, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, LMA IP 어드레스와, crypto token 을 포함한다. 상기 MAG(813)으로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CMA(815)는 상기 LMA(819)로 인증 요구 메시지를 송신한다(833단계). 여기서, 상기 인증 요구 메시지는 상기 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, crypto token을 포함한다.
상기 CMA(815)로부터 인증 요구 메시지를 수신한 LMA(819)는 상기 CMA(815)로 상기 인증 요구 메시지에 대한 응답 메시지인 인증 응답 메시지를 송신한다(835단계). 여기서, 상기 인증 응답 메시지는 상기 LMA(819)가 수행한 인증 동작에 대한 인증 동작 수행 결과를 포함한다. 상기 LMA(819)로부터 인증 응답 메시지를 수신한 CMA(815)는 상기 MAG(813)으로 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지인 바인딩 Ack 메시지를 송신한다(837단계). 여기서, 상기 바인딩 Ack 메시지는 바인딩 업데이트 동작 수행 결과를 포함한다.
상기 CMA(815)로부터 바인딩 Ack 메시지를 수신한 MAG(813)은 상기 CMA(815)로 데이터 패킷을 송신한다(839단계). 여기서, 상기 데이터 패킷은 837단계 이후에 캐시에 저장되며, 일 예로 그 전달을 더욱 신속하게 처리하기 위해 831단계에서 바인딩 업데이트 메시지를 통해 피기백되거나, 이와는 달리 상기 LMA(819)로 상기 데이터 패킷을 터널링하여 더 길고/집중화된(longer/centralized) 패스로 전달되도록 한다. 837단계 이후에 도착되는 데이터 패킷들은 새로운 패스를 통해 전달될 것이다.
상기 MAG(813)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(815)는 상기 CN(817)으로 데이터 패킷을 송신한다(841단계). 상기 CMA(815)로부터 데이터 패킷을 수신한 CN(817)은 상기 CMA(815)로 데이터 패킷을 송신한다(843단계). 상기 CN(817)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(815)는 상기 MAG(813)으로 데이터 패킷을 송신한다(845단계). 상기 CMA(815)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(813)은 상기 MS(811)로 데이터 패킷을 송신한다(847단계).
도 8에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 MAG 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 LMA 개시(LMA-initiated)-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 LMA 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 9를 설명하기에 앞서, 도 9에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 항상 데이터 패스, 일 예로 억세스 라우터, 혹은 보더 게이트웨이와 같은 데이터 패스 상에 존재하며, 따라서 상기 CMA는 MS의 HoA를 타겟으로 하는 IP 트래픽을 항상 인터셉트할 수 있다. 즉, 도 9에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA가 CN과 MS간의 트래픽 패스상에 존재할 경우의 데이터 라우팅 과정을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 MS(911)와, MAG(913)과, CMA(915)와, CN(917)과, LMA(919)를 포함한다.
또한, 상기 MS(911)는 새로운 MAG, 즉 상기 MAG(913)에 가입 절차를 수행하고/핸드오버를 수행한다(921단계). 상기 MAG(913)은 상기 LMA(919) 혹은 이전의 MAG(도 9에 별도로 도시하지 않음)으로부터 상기 MS(911)의 HoA에 대한 crypto token을 획득한다(923단계). 상기 MAG(913)은 이전의 MAG 및/혹은 상기 LMA(919)와 터널을 셋업한다(925단계).
또한, 상기 CMA(915)와 CN(917)간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(927단계), 상기 CMA(915)와 LMA(919) 간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(929단계), 상기 MS(911)와 MAG(913)간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(931단계), 상기 MAG(913)와 LMA(919) 간에는 데이터 패킷이 송/수신된다(933단계).
상기 LMA(919)는 MAG 터널을 통해 상기 CN(917) 혹은 상기 MS(911)로부터 데이터 패킷을 수신함에 따라 트리거(trigger)된다(935단계). 그리고, 상기 LMA(919)는 상기 CN(917)의 IP 어드레스를 상기 CMA(915)의 IP 어드레스와 매핑한다(937단계). 이렇게, 상기 CN(917)의 IP 어드레스를 상기 CMA(915)의 IP 어드레스와 매핑한 후, 상기 LMA(919)는 상기 MAG(913)으로 바인딩 트리거(Binding Trigger) 메시지를 송신한다(939단계). 여기서, 상기 바인딩 트리거 메시지는 HoA IP 어드레스와, CN IP 어드레스와, CMA IP 어드레스를 포함한다. 여기서, 상기 crypto token은 923단계가 아닌 943단계에서 제공될 수도 있다.
상기 LMA(919)로부터 바인딩 트리거 메시지를 수신한 MAG(913)는 상기 CMA(915)로 바인딩 업데이트 메시지를 송신한다(941단계). 여기서, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, LMA IP 어드레스와, crypto token 을 포함한다. 상기 MAG(913)으로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CMA(915)는 상기 LMA(919)로 인증 요구 메시지를 송신한다(943단계). 여기서, 상기 인증 요구 메시지는 상기 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, crypto token을 포함한다.
상기 CMA(915)로부터 인증 요구 메시지를 수신한 LMA(919)는 상기 CMA(915)로 상기 인증 요구 메시지에 대한 응답 메시지인 인증 응답 메시지를 송신한다(945단계). 여기서, 상기 인증 응답 메시지는 상기 LMA(919)가 수행한 인증 동작에 대한 인증 동작 수행 결과를 포함한다. 상기 LMA(919)로부터 인증 응답 메시지를 수신한 CMA(915)는 상기 MAG(913)으로 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지인 바인딩 Ack 메시지를 송신한다(947단계). 여기서, 상기 바인딩 Ack 메시지는 바인딩 업데이트 동작 수행 결과를 포함한다.
이후, 상기 CMA(915)와 CN(917)간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(949단계), 상기 CMA(915)와 MAG(913) 간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(951단계), 상기 MS(911)와 MAG(913)간에는 데이터 패킷이 송/수신되고(953단계).
도 9에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 LMA 개시-온 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 오프 패스(off-path) CMA를 통한 데이터 라우팅 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 오프 패스 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 10을 설명하기에 앞서, 도 10에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CMA를 통하지 않는 MAG/LMA과 CN간에 적어도 1개의 IP 패스가 존재할 경우의 데이터 라우팅 과정을 나타낸다. 즉, 도 10에 도시되어 있는 데이터 라우팅 과정은 CN과 MS간의 트래픽 패스가 존재하지 않는 CMA를 통한 데이터 라우팅 과정을 나타낸다. 여기서, 모든 IP 트래픽이 상기 CMA를 통해 전달되도록 하기 위해, CN 관점에서 피어(peer)의(MS의) IP 어드레스는 상기 CMA상에 존재할 필요가 있다.
도 10을 참조하면, 상기 이동 통신 시스템은 MS(1011)와, MAG(1013)과, CMA(1015)와, CN(1017)과, LMA(1019)를 포함한다.
또한, 상기 MS(1011)는 새로운 MAG, 즉 상기 MAG(1013)에 가입 절차를 수행하고/핸드오버를 수행한다(1021단계). 상기 MAG(1013)은 상기 LMA(1019) 혹은 이전의 MAG(도 10에 별도로 도시하지 않음)으로부터 상기 MS(1011)의 HoA에 대한 crypto token을 획득한다(1023단계). 상기 MAG(1013)은 이전의 MAG 및/혹은 상기 LMA(1019)와 터널을 셋업한다(1025단계).
상기 MS(1011)는 상기 MAG(1013)으로 데이터 패킷을 송신한다(1027단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 상기 MS(1011)의 HoA IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 상기 CN(1017)의 IP 어드레스로 설정되어 있다. 도 10에서는 상기 MS(1011)가 가입 절차를 수행할 경우 상기 MS(1011)와 상기 CN(1017)간에는 진행중인 통신이 존재하지 않는다고 가정하기로 한다. 만약, 상기 MS(1011)와 상기 CN(1017)간에 진행중인 통신이 존재한다면, 상기 MAG(1013)은 이전의 MAG을 알게 되고, 따라서 1027단계의 수행을 대기하지 않고 1025단계 수행 후에 즉시 터널을 셋업하게 된다.
상기 MS(1011)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(1013)은 상기 CN(1017)의 IP 어드레스를 상기 CMA(1015)의 IP 어드레스와 매핑한다(1029단계). 여기서, 상기 MAG(1013)가 상기 CMA(1015)의 IP 어드레스를 검출하는 과정에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 MAG(1013)은 주요한 CMA들, 일 예로 주요 어플리케이션들, 일 예로 페이스북과, 유투브와, 판도라 텔레비전과, NETFLIX 등과 같은 주요 어플리케이션들의 어플리케이션 서버들과 매핑되어 있는 주요한 CMA들의 리스트를 미리 프로비져닝받는다. 또한, 상기 MAG(1013)은 상기 LMA(1019) 및 이전의 MAG을 알게 되고, hop-by-hop option을 사용하여 상기 CN(1017)으로 IP probe를 송신함으로써 상기 CMA(1015)의 IP 어드레스를 검출하게 된다.
이렇게, 상기 CN(1017)의 IP 어드레스를 상기 CMA(1015)의 IP 어드레스와 매핑한 후, 상기 MAG(1013)은 상기 CMA(1015)로 바인딩 업데이트 메시지를 송신한다(1031단계). 여기서, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, LMA IP 어드레스와, crypto token 을 포함한다. 상기 MAG(1013)으로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CMA(1015)는 상기 LMA(1019)로 인증 요구 메시지를 송신한다(1033단계). 여기서, 상기 인증 요구 메시지는 상기 HoA IP 어드레스와, MAG IP 어드레스와, crypto token을 포함한다.
상기 CMA(1015)로부터 인증 요구 메시지를 수신한 LMA(1019)는 상기 CMA(1015)로 상기 인증 요구 메시지에 대한 응답 메시지인 인증 응답 메시지를 송신한다(1035단계). 여기서, 상기 인증 응답 메시지는 상기 LMA(1019)가 수행한 인증 동작에 대한 인증 동작 수행 결과를 포함한다. 상기 LMA(1019)로부터 인증 응답 메시지를 수신한 CMA(1015)는 상기 MAG(1013)으로 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지인 바인딩 Ack 메시지를 송신한다(1037단계). 여기서, 상기 바인딩 Ack 메시지는 바인딩 업데이트 동작 수행 결과를 포함한다.
상기 CMA(1015)로부터 바인딩 Ack 메시지를 수신한 MAG(1013)은 상기 CMA(1015)로 데이터 패킷을 송신한다(1039단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 HoA IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 CN IP 어드레스로 설정되어 있다. 또한,기 데이터 패킷은 1037단계 이후에 캐시에 저장되며, 일 예로 그 전달을 더욱 신속하게 처리하기 위해 1031단계에서 바인딩 업데이트 메시지를 통해 피기백되거나, 이와는 달리 상기 LMA(1019)로 상기 데이터 패킷을 터널링하여 더 길고/집중화된(longer/centralized) 경로로 전달되도록 한다. 1037단계 이후에 도착되는 데이터 패킷들은 새로운 경로를 통해 전달될 것이다.
한편, 상기 MAG(1013)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(1015)는 네트워크 어드레스 변환(NAT: Network Address Translation, 이하 'NAT'라 칭하기로 한다) 동작을 수행한다(1041단계). 상기 NAT 동작을 수행한 CMA(1015)는 상기 CN(1017)으로 데이터 패킷을 송신한다(1043단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 CMA IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 CN IP 어드레스로 설정되어 있다.
상기 CMA(1015)로부터 데이터 패킷을 수신한 CN(1017)은 상기 CMA(1015)로 데이터 패킷을 송신한다(1045단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 CN IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 CMA IP 어드레스로 설정되어 있다.
상기 CN(1017)으로부터 데이터 패킷을 수신한 CMA(1015)는 상기 MAG(1013)으로 데이터 패킷을 송신한다(1047단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 CN IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 HoA IP 어드레스로 설정되어 있다. 상기 CMA(1015)로부터 데이터 패킷을 수신한 MAG(1013)은 상기 MS(1011)로 데이터 패킷을 송신한다(1049단계). 여기서, 상기 데이터 패킷의 소스 IP 어드레스는 CN IP 어드레스로 설정되어 있고, 상기 데이터 패킷의 데스티네이션 IP 어드레스는 HoA IP 어드레스로 설정되어 있다.
한편, 도 10에서 CMA(1015)가 상기 MS(1011)로 IP 어드레스를 할당할 경우 1041단계의 NAT 동작 수행은 생략될 수 있으며, 이는 프록시 모바일 IP(PMIP: Proxy Mobile IP, 이하 'PMIP'이라 칭하기로 한다) 대신에 공통 관리 정보 프토토콜(CMIP: Common Management Information Protocol, 이하 'CMIP'이라 칭하기로 한다) 동작을 필요로 할 뿐만 아니라, IP reach ability를 지원하지 못하게 될 수도 있다. 따라서, CN은 HoA IP 어드레스가 아닌 CMA IP 어드레스를 가지고 통신하는 것을 고려할 수 있으며, CMA는 어디든지 위치할 수 있게 된다. 즉, 반드시 온 패스 CMA와 같이 제한되지는 않는다.
한편, 보안(security) 절차는 하기 표 1 및 표 2와 같은 보안 원칙에 상응하게 수행될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
한편, MAC은 CMA IP 어드레스를 하기 표 3과 같이 검출할 수 있다.
Figure pat00003
한편, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나 상기에서 설명한 바와 같은 데이터 라우팅에 참여하는 엔터티(entity)들, 즉 MS와, MAG와, CMA와, CN과, LMA와, AAA 서버 등은 송신기와, 수신기와, 제어기와, 저장 유닛을 포함하며, 해당 제어기의 제어에 따라 상기에서 설명한 바와 같은 데이터 라우팅에 필요한 동작을 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (2)

  1. 이동 통신 시스템에서 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent)의 데이터 라우팅 방법에 있어서,
    어플리케이션 서비스(application service)를 제공하는 어플리케이션 서버와 일대일로 매핑되어 이동 단말기에 대한 이동성을 관리하는 과정과,
    상기 이동 단말기의 위치에 상응하게 대응 노드(CN: Corresponding Node)와 상기 이동 단말기간의 데이터를 직접 라우팅하는 과정을 포함하는 CMA의 데이터 라우팅 방법.
  2. 이동 통신 시스템에서 대응 이동성 에이전트(CMA: Corresponding Mobility Agent)에 있어서,
    어플리케이션 서비스(application service)를 제공하는 어플리케이션 서버와 일대일로 매핑되어 이동 단말기에 대한 이동성을 관리하는 제어기와,
    상기 이동 단말기의 위치에 상응하게 대응 노드(CN: Corresponding Node)와 상기 이동 단말기간의 데이터를 직접 라우팅하는 송/수신기를 포함하는 CMA.
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