KR20150084180A - 네트워크 연속성 보장 방법 및 장치 - Google Patents

네트워크 연속성 보장 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

네트워크 연속성 보장 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지역 게이트웨이에서 수행되는 네트워크 연속성 보장 방법은 인터넷 서비스 서버와 상기 지역 게이트웨이를 중계하는 고정 게이트웨이와 터널을 설정하고, 설정된 터널을 통해 패킷을 송수신할 수 있다. 따라서, 지역 게이트웨이가 수신하는 상향 신호의 종류가 바뀌거나, 지역 게이트웨이가 상향 신호 음역 지역에 위치하는 경우에도 지역 게이트웨이에 연결된 단말은 연속적인 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다.

Description

네트워크 연속성 보장 방법 및 장치{METHOD FOR ENSURING NETWORK CONTINUITY AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 네트워크 연속성 보장 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3G, 4G, 위성 신호 등 여러 종류의 상향 이동통신 신호를 지원하면서도 단말에 끊김 없는 인터넷 서비스를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
정보통신 기술이 발달함에 따라 장소에 관계 없이 인터넷 망에 접속하고자 하는 요구가 발생하였다. 특히, 최근 스마트폰 및 태블릿 PC의 사용이 증가함에 따라 이러한 요구가 더욱 증가되고 있다. 이와 관련된 기술로 모바일 IP(mobile internet protocol) 기술은 인터넷 망에 접속된 단말기의 이동성(mobility)을 지원하기 위한 기술이다. 단말기가 이동하면서 인터넷에 항시 접속되어 있는 상태를 유지하기 위해서는 많은 문제점들이 해결되어야 한다. 근본적으로 인터넷은 여러 서브넷(subnet)이 라우터(router)들을 통하여 연결되어 있는 형태로 만들어져 있으며 라우터는 네트워크 프리픽스(network prefix)에 의거하여 패킷을 전송하기 때문에 한 서브넷에서 다른 서브넷으로 이동하는 이동 노드(MN: Mobile Node)가 인터넷에 접속을 유지하기는 어렵다. 즉, 이동 노드가 다른 서브넷에서 통신을 하기 위해서는 그 서브넷에서 새로운 IP(Internet Protocol) 주소를 할당 받아야 하지만, IP 주소의 변경은 IP 프로토콜 상의 상위 계층인 전달 계층(transport layer)에서의 접속 단절을 의미하게 된다. 즉, 종래 인터넷 기술에서는 본질적으로 IP 주소가 단말의 구별뿐만 아니라 단말의 위치도 의미하는 정보이므로 이동하는 단말의 경우 변화하는 위치로 패킷을 전달해줄 수 없기 때문이다.
이러한 환경에서 기존 IP 주소로 보내진 패킷들을 단말이 이동한 위치로 전달해주기 위한 모바일 IP 프로토콜로서, MIPv4(Mobile Internet Protocol v4) 및 MIPv6(Mobile Internet Protocol v6) 등이 있다. 종래의 방법은 IP 주소가 의미하는 원래 위치(홈 어드레스)에서 새로 이동한 위치(임시 어드레스)로 터널(tunnel)을 만들어두고 이동 단말에게로 패킷을 전달하는 방식이다. 즉, 이동단말기로 전달되는 모든 패킷들은 일단 이동단말기가 등록되어 있는 홈 에이전트(HA: Home Agent)로 송부되고, 홈 에이전트에서 이동단말기로 터널을 통하여 전달하는 방식이다. 이때, 홈 에이전트와 이동단말기 간에는 터널(tunnel)이 설정되어 있게 된다. 또한, 이동단말기가 매번 이동할 때마다 원래 위치에서 새로 이동한 위치로 터널이 갱신된다. 대신 모든 단말은 기존의 IP 프로토콜을 그대로 이용하여 송수신 IP 주소로 패킷을 만들어 라우터에 전달하기만 하면 된다.
그러나 이동 단말은 위치를 바꿀 때마다 위치 등록과 고정 IP 위치로부터 현재 위치에 있는 단말까지 패킷을 전달하기 위한 터널 생성을 관장해야 한다. 이동 단말이 자체적으로 홈 어드레스와 터널 생성 등을 유지 관리하기에는 부담이 커지기 때문에 최근에는 이동성 지원을 위한 프로토콜을 단말이 아닌 망 차원에서 대신 서비스해주는 프록시 모바일 인터넷 프로토콜(PMIP: Proxy Mobile Internet Protocol) 기술이 고안되었다. 이동 위치 등록과 고정 IP 위치에서 현재 위치까지 터널 설정 과정 등 수신단에서 처리해야 할 일들을 단말이 아닌 망에 존재하는 프록시라는 망 구성요소가 대신해서 처리해주는 이동성 관리 프로토콜이다. 단말이 위치를 갱신하거나 패킷을 전달하기 위해 홈 어드레스와 터널을 설정할 필요 없이 망에 있는 프록시 구성요소가 대신 처리한다.
그러나, 상술된 방식들은 이동통신 신호를 수신하여 단말에게 무선 인터넷 신호를 제공하는 네트워크 장치가 이동하여, 한 위치에서 수신할 수 있는 상향 신호의 종류가 바뀌거나 모든 상향 신호가 수신이 불가능한 경우에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 상향 신호가 제한적인 환경에서 단말에게 안정적인 무선 인터넷 신호를 제공하는 네트워크 연속성 보장 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 수행하는 네트워크 연속성 보장 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 연속성 보장 방법은 지역 게이트웨이에서 수행되며, 인터넷 서비스 서버와 상기 지역 게이트웨이를 중계하는 고정 게이트웨이와 터널을 설정하는 단계 및 상기 터널을 통해 상기 고정 게이트웨이와 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 지역 게이트웨이는 복수의 통신 방식을 기반으로 상기 고정 게이트웨이와 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 지역 게이트웨이는 무선랜 방식을 기반으로 상기 지역 게이트웨이가 서빙하는 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 터널을 설정하는 단계는 상기 고정 게이트웨이에게 터널 설정을 요청하는 메시지를 송신하고, 송신에 대한 응답으로 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID와 상기 고정 게이트웨이의 터널 ID를 수신하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 통신을 수행하는 단계는 단말로부터 패킷을 수신하는 경우, 수신된 패킷의 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID로 수정하고, 수정된 패킷에 터널용 헤더를 추가하고, 상기 터널용 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 IP 주소로 설정하고, 상기 터널용 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 통신을 수행하는 단계는 상기 고정 게이트웨이로부터 패킷을 수신하는 경우, 상기 고정 게이트웨이에 의해 추가된 터널용 헤더를 제거하고, 남아있는 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 패킷을 수신할 단말의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 네트워크 연속성 보장 방법은 인터넷 서비스 서버와 지역 게이트웨이를 중계하는 고정 게이트웨이에서 수행되며, 상기 지역 게이트웨이와 터널을 설정하는 단계 및 설정된 터널을 통해 상기 지역 게이트웨이와을 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 고정 게이트웨이는 복수의 통신 방식을 기반으로 상기 지역 게이트웨이와 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 터널을 설정하는 단계는 상기 지역 게이트웨이로부터 터널 설정 요청 메시지를 수신하고, 수신에 대한 응답으로 상기 고정 게이트웨이의 터널 ID와 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID를 송신하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 통신을 수행하는 단계는 상기 지역 게이트웨이로부터 패킷을 수신하는 경우, 상기 지역 게이트웨이에 의해 추가된 터널용 헤더를 제거하고, 남아있는 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 통신을 수행하는 단계는 인터넷 서비스를 제공하는 인터넷 서비스 서버로부터 패킷을 수신하는 경우, 수신된 패킷의 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID로 수정하고, 수정된 패킷에 터널용 헤더를 추가하고, 상기 터널용 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하고, 상기 터널용 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 연속성 보장 방법은 네트워크 장치에서 수행되며, 복수의 지역 게이트웨이로부터 수신상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신상태가 미리 설정된 기준 이하인 제1 지역 게이트웨이와 통신 가능하고 수신상태가 미리 설정된 기준 초과인 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 단계 및 상기 제2 지역 게이트웨이의 정보를 상기 제1 지역 게이트웨이에게 제공하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 판단하는 단계는 상기 제1 지역 게이트웨이로부터 타 지역 게이트웨이 연결 요청 메시지를 수신하고, 수신된 요청에 의해 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 판단하는 단계는 상기 수신된 수신상태 정보에 포함된 각 지역 게이트웨이의 상향 신호 수신율, 대역폭 대비 트래픽 용량 중 적어도 하나를 기초로 하여 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 네트워크 연속성 보장 방법 및 장치에 따르면, 게이트웨이가 수신하는 상향 신호의 종류가 바뀌거나, 게이트웨이가 상향 신호 음영 지역에 위치하는 경우에도 게이트웨이에 연결된 단말은 연속적인 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다.
도 1은 제한된 네트워크 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 연속성 보장의 개념을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 패킷을 송신하는 과정을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 패킷을 수신하는 과정을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 연속성 보장의 개념을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 컨트롤러를 통한 로컬 게이트웨이간의 연결 과정을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 게이트웨이가 타 게이트웨이를 경유하여 패킷을 송신하는 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 게이트웨이가 타 로컬 게이트웨이를 경유하여 패킷을 수신하는 과정을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서, "연결하다"의 용어는 명세서상에 기재된 요소의 물리적인 연결만을 의미하는 것이 아니라, 적기적인 연결, 네트워크적인 연결 등을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 사용하는 용어 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS;Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 제한된 네트워크 환경을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 차량, 기차, 선박 등과 같이 유선으로 인터넷 서비스를 제공하기 어려운 특수한 공간(100)에서, 인터넷 서비스를 제공하는 네트워크 장치는 3G, 4G, 위성 신호 등의 이동통신 신호(110)를 상향 신호로 수신하여 무선랜(Wireless Local area network, WLAN)과 같은 무선 인터넷 신호(120)로 변환함으로써, 단말에게 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
이러한 방법에서 네트워크 장치는 기존의 게이트웨이(gateway)에 상향으로 3G, 4G, 위성 신호 처리 모듈을 연계하고, 하향으로 엑세스 포인트를 연계하여 구현될 수 있다. 이동통신 신호들은 각 이동통신 신호의 특성 또는 신호 제공원(기지국, 위성 등)의 위치에 따라 신호를 수신할 수 있는 위치가 다를 수 있다. 예를 들면, A 지점에서 3G, 4G 및 위성 신호의 수신이 가능하더라도 A지점과 1KM 떨어진 B지점에서는 3G 및 위선신호만 수신이 가능할 수 있다. 따라서 차량, 기차, 선박 등과 같이 이동 환경에 설치된 게이트웨이는 자신의 위치의 변화에 따라 따라 수신할 수 있는 이동통신 신호의 종류가 변할 수 있다.
게이트웨이가 이동함에 따라, 게이트웨이가 기존에 수신하던 이동통신 신호에 대해 수신율이 떨어지거나 수신이 불가능할 경우, 게이트웨이는 다른 이동통신 신호를 선택함으로써 계속해서 통신을 할 수 있다. 이때, 게이트웨이가 통신에 사용하는 이동통신 신호의 종류가 바뀌면, 게이트웨이는 새로운 네트워크에 연결되므로, 새로운 IP 주소를 할당 받는다. 이 경우, 인터넷 서비스를 제공하는 서버(이하, '인터넷 서비스 서버'로 지칭함)는 게이트웨이의 IP 주소를 통하여 인터넷 서비스를 제공하기 때문에 해당 게이트웨이에 연결된 단말에 제공되는 인터넷 서비스는 종료되게 된다. 웹 서비스의 경우는 단말은 재 접속을 하면 되지만, 스트리밍과 같은 실시간 서비스의 경우에는 서비스 이용에 많은 불편함이 있을 수 있다.
이하에서 설명하는 네트워크 연속성 보장 방법은 CPU, 어플리케이션(application) 프로세서, 마이크로 프로세서 등의 연산장치와, RAM, ROM, HDD, SDD, FLASH 메모리 등과 같은 저장장치와, 랜 카드, 이더넷(ethernet) 카드, 네트워크 어댑터 등의 통신장치를 포함하는 게이트웨이에서 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 연속성 보장의 개념을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 전체 네트워크는 인터넷 서비스 서버와 단말간의 패킷을 전달하는 경로상에 인터넷 게이트웨이(Internet-Gateway)(200) 및 로컬 게이트웨이(Local-Gateway)(210)를 포함할 수 있다. 인터넷 게이트웨이(200)는 고정된 위치에서 인터넷에 연결될 수 있으며, 로컬 게이트웨이(210)는 차량, 기차, 선박 등과 같은 이동 환경에서 상향 이동통신 신호를 통해 인터넷 게이트웨이(200)에 연결될 수 있다.
인터넷 게이트웨이(200)는 네트워크 구조적으로 로컬 게이트웨이(210)와 인터넷 서비스 서버의 사이에 위치할 수 있다. 인터넷 서비스 서버는 웹, 메일, 스트림(stream), FTP(File Transfer Protocol), 파일 서버 등을 이용하여 다양한 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
로컬 게이트웨이(210)는 상향으로 3G, 4G, 위성 등의 다양한 이통통신 신호를 지원하며, 하향으로 무선 또는 유선으로 인터넷 신호를 지원할 수 있다. 로컬 게이트웨이(210)는 각 이통통신 신호를 지원하는 모듈을 장치 외부 또는 내부에 연계하여 상향 신호를 지원할 수 있다. 로컬 게이트웨이(210)는 엑세스 포인트를 장치 내부 또는 외부에 연계하여 하향 신호를 지원할 수 있다.
로컬 게이트웨이(210)와 인터넷 게이트웨이(200)의 사이에는 터널링(tunneling)을 통해 터널이 생성될 수 있다. 따라서, 인터넷 서비스 서버와 단말 사이에 인터넷 게이트웨이(200)와 로컬 게이트웨이(210)가 존재하더라도 마치 인터넷 서비스 서버와 단말이 직접 연결되어 있는 것처럼 패킷을 주고 받을 수 있다. 따라서 로컬 게이트웨이(210)의 위치가 변하여 상향 통신 방식이 변경되는 경우에도 단말은 안정적인 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다.
여기서, 터널링은 로컬 게이트웨이(210)가 인터넷 게이트웨이(200)에게 터널 설정을 요청하는 메시지를 송신하고, 인터넷 게이트웨이(200)는 요청에 대한 응답하는 방법으로 수행될 수 있다. 메시지를 수신한 인터넷 게이트웨이(200)는 NAT Traversal 정보를 반영한 터널을 생성할 수 있고, 로컬 게이트웨이(210)에 사설 IP 주소를 할당할 수 있다. 이때, 인터넷 게이트웨이(200)는 로컬 게이트웨이(210)가 사설 IP 주소를 이용하는 것을 고려하여 로컬 게이트웨이(210)와 IP-UDP(User Datagram Protocol)-IP 터널을 생성할 수 있다.
여기서, 터널링은 터널의 입구에서 패킷의 헤더에 새로운 헤더를 추가하는 방법으로 캡슐화하고, 출구에서 새로운 헤더를 제거하는 방법으로 디캡슐화를 할 수 있다. 예를 들면, 단말이 패킷을 수신하는 경우, 패킷은 인터넷 게이트웨이(200)에서 캡슐화 되고, 로컬 게이트웨이(210)에서 디캡슐화될 수 있다. 다른 예를 들면, 단말이 패킷을 송신하는 경우, 패킷은 로컬 게이트웨이(210)에서 캡슐화되고, 인터넷 게이트웨이(200)에서 디캡슐화될 수 있다.
패킷의 헤더에는 패킷의 출발지 주소, 목적지 주소, 종류, 길이, 데이터, 오류 정보 등 다양한 정보가 포함될 수 있다. 패킷에 추가된 새로운 헤더에도 상기와 같은 다양한 정보가 포함될 수 있다. 새로운 헤더의 출발지와 목적지는 각각 터널 입구와 출구일 수 있다. 따라서, 패킷은 터널의 입구부터 출구까지 새로운 해더의 정보를 기초로 하여 라우팅될 수 있다. 패킷은 터널의 끝점에서 디캡슐화됨으로써, 그 이후에는 원래의 패킷의 헤더에 포함된 목적지로 라우팅될 수 있다.
로컬 게이트웨이(210)는 이동할 수 있고, 따라서, 로컬 게이트웨이(210)가 수신하는 통신 신호의 방식도 변할 수 있다. 수신 신호의 변경으로 인해 로컬 게이트웨이(210)는 새로운 IP 주소를 할당 받게 되므로, 인터넷 게이트웨이(200)와의 터널을 새롭게 생성해야 한다. 그런데 터널이 새롭게 생성되었다는 것은, 새로운 터널을 이용하는 단말이 인터넷 서비스 서버와 기존의 연결이 아닌 새로운 연결을 통해 패킷을 주고 받는다는 것을 의미한다. 이 경우, 인터넷 서비스 서버입장에서는 새롭게 연결을 설정한 단말을 기존의 단말과 다른 것으로 인식하여 서비스를 제공하게 되고, 단말의 입장에서는 기존에 제공받던 인터넷 서비스를 제공 받을 수 없다. 따라서, 단말이 인터넷 서비스의 연속성을 보장받기 위해서는 터널의 기존 터널과 새롭게 생성된 터널의 통과한 패킷의 동일성을 유지할 필요가 있다.
구체적으로는 터널을 통과한 패킷의 헤더의 정보를 동일하게 유지해야 하는데, 인터넷 게이트웨이(200)와 로컬 게이트웨이(210)는 식별력을 가지는 터널 ID를 이용하여 패킷을 송수신함으로써, 터널을 통과한 패킷 헤더의 동일성을 유지할 수 있다. 터널 ID는 로컬 게이트웨이(210)와 인터넷 게이트웨이(200) 사이에서만 이용되는 식별자로써, 로컬 게이트웨이(210)와 인터넷 게이트웨이(200)의 터널 생성 과정에서 생성될 수 있고, IP 주소의 형식이다. 따라서, 터널 ID는 터널 내부에서 IP 주소 대신 사용될 수 있다. 로컬 게이트웨이(210)의 IP 주소는 전체 인터넷에서 사용되는 식별자이기 때문에 로컬 게이트웨이(210)의 이동으로 인해 달라질 수 있으나, 로컬 게이트웨이(210)의 터널 ID는 터널 내부에서 로컬 게이트웨이(210)와 인터넷 게이트웨이(200)의 관계에서만 사용되는 고정된 식별자이기 때문에 로컬 게이트웨이(210)의 이동으로 인해 달라지지 않는다. 터널 ID는 패킷이 터널에 들어올 때 기존 헤더 출발지 또는 목적지의 IP 주소로 설정될 수 있다. 예를 들면, 터널 ID는 단말이 패킷을 수신하는 과정에서 인터넷 게이트웨이(200)에 의해 기존 헤더의 목적지 IP 주소로 설정될 수 있다. 다른 예를 들면, 터널 ID는 단말이 패킷을 송신하는 과정에서 로컬 게이트웨이(210)에 의해 기존 헤더의 출발지 IP 주소로 설정될 수 있다.
터널 ID를 이용하여 패킷을 송수신 하게 되면, 터널의 출구에서 패킷의 출발지는 터널 ID로 고정되기 때문에 로컬 게이트웨이(210)는 자신이 이동하거나 IP 주소가 변경되는 경우에도 이동 단말에게 인터넷 서비스의 연속성을 보장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 패킷을 송신하는 과정을 나타낸다.
도 3은 도 2와 동일한 환경을 가정하며, 도 3에 도시된 이동 단말, 로컬 게이트웨이, 인터넷 게이트웨이, 인터넷 서비스 서버는 설명의 편의를 위해 다음과 같이 가정한다.
- 이동 단말 -
IP 주소 : 192.168.1.100
포트 : xxx
- 로컬 게이트웨이 -
터널 ID : 1.1.1.10
IP 주소 : 2.2.2.10
포트 : 48702
- 인터넷 게이트웨이 -
터널 ID : 1.1.1.1
IP 주소 : 200.1.1.20
포트 : 48702
- 인터넷 서비스 서버 -
IP 주소 : 100.1.1.100
포트 : yyy
도 3을 참조하면, 먼저 이동 단말은 인터넷 서비스 서버에게 전송할 패킷이 있는 경우, 패킷을 로컬 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S300). 송신된 패킷의 헤더에는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 192.168.1.100
목적지 IP 주소 : 100.1.1.100
출발지 포트 : xxx
목적지 포트 : yyy
다음으로, 이동 단말로부터 패킷을 수신한 로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 캡슐화할 수 있다(S310). 캡슐화는 로컬 게이트웨이가 패킷의 헤더에 새로운 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
새로운 헤더에는 로컬 게이트웨이를 출발지로하고 인터넷 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 2.2.2.10
목적지 IP 주소 : 200.1.1.20
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 출발지 IP 주소는 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 임의의 포트로 수정될 수 있다. 기존 헤더의 목적지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 1과 같다.
Figure pat00001
여기서, 새로운 헤더는 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 송신하는 과정에서 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 새로운 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
이때, 로컬 게이트웨이는 기존 헤더에서 출발지에 대해 수정 전후의 IP 주소와 포트가 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 헤더를 변경할 수 있다. 주소 변경 정보에서 수정후의 포트는 실제 사용되는 포트가 아니고, 수정 전후의 포트의 대응관계를 저장하기 위한 것이므로 임의의 포트일 수 있다.
다음으로, 로컬 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 인터넷 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S320). 로컬 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 새로운 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 로컬 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 인터넷 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S330). 디캡슐화는 인터넷 게이트웨이가 패킷의 새로운 헤더를 제거하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
기존 헤더의 출발지 IP 주소는 인터넷 게이트웨이의 IP 주소로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 임의의 포트로 수정될 수 있다. 기존 헤더의 목적지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 2와 같다.
Figure pat00002
이때, 인터넷 게이트웨이는 기존 헤더에서 출발지에 대해 수정 전후의 IP 주소와 포트가 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 헤더를 변경할 수 있다. 주소 변경 정보에서 수정후의 포트는 실제 사용되는 포트가 아니고, 수정 전후의 포트의 대응관계를 저장하기 위한 것이므로 임의의 포트일 수 있다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 인터넷 서비스 서버에게 송신할 수 있다(S340).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 패킷을 수신하는 과정을 나타낸다.
도 4는 도 3과 동일한 환경을 가정하며, 도 4에 도시된 이동 단말, 로컬 게이트웨이, 인터넷 게이트웨이, 인터넷 서비스 서버는 도 3과 동일한 것으로 가정한다.
도 4를 참조하면, 먼저 인터넷 서비스 서버는 이동 단말에게 전송할 패킷이 있는 경우, 패킷을 인터넷 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S400). 송신된 패킷의 헤더에는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 100.1.1.100
목적지 IP 주소 : 200.1.1.20
출발지 포트 : yyy
목적지 포트 : xxx``
다음으로, 인터넷 서비스 서버로부터 패킷을 수신한 인터넷 게이트웨이는 수신된 패킷을 캡슐화할 수 있다(S410). 캡슐화는 인터넷 게이트웨이가 패킷의 헤더에 새로운 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
새로운 헤더에는 인터넷 게이트웨이를 출발지로하고 로컬 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 200.1.1.20
목적지 IP 주소 : 2.2.2.10
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 목적지 IP 주소는 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 목적지 포트는 미리 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 수정될 수 있다. 기존 헤더의 출발지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 3과 같다.
Figure pat00003
여기서, 새로운 헤더는 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 수신하는 과정에서 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 새로운 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 로컬 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S420). 인터넷 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 새로운 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S430). 디캡슐화는 인터넷 게이트웨이가 패킷의 새로운 헤더를 제거하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
기존 헤더의 목적지 IP 주소는 이동 단말의 IP 주소로 수정될 수 있고, 목적지 포트는 미리 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 수정될 수 있다. 기존 헤더의 출발지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 4와 같다.
Figure pat00004
다음으로, 로컬 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 이동 단말에게 송신할 수 있다(S440).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 연속성 보장의 개념을 나타낸다.
도 5는 인터넷 서비스 서버에 연결된 인터넷 게이트웨이(500)와 상기 인터넷 게이트웨이(500)에 연결된 복수의 로컬 게이트웨이(510)가 존재하고, 로컬 게이트웨이 간에 연결을 제어하는 게이트웨이 컨트롤러(520)가 존재하는 것으로 가정한다. 복수의 로컬 게이트웨이(510) 중 두 개의 로컬 게이트웨이를 설명의 편의를 위해 각각 '제1 로컬 게이트웨이(511)'와 '제2 로컬 게이트웨이(512)'로 지칭한다.
도 5를 참조하면, 제1 로컬 게이트웨이(511)는 상향으로 이동통신 신호를 통해 인터넷 게이트웨이(200)와 통신할 수 있다. 일반적으로 제1 로컬 게이트웨이(511)는 이동하기 때문에, 제1 로컬 게이트웨이(511)는 자신의 위치에 따라 수신할 수 있는 통신 신호의 방식이 달라질 수 있다. 경우에 따라서는 어떠한 방식의 신호도 수신할 수 없는 신호 음영 지역에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 로컬 게이트웨이(511)는 게이트웨이 컨트롤러(500)를 통해 신호 음영 지역 밖에 존재하는 제2 로컬 게이트웨이(512)와 연결될 수 있고, 제2 로컬 게이트웨이(512)를 경유하여 인터넷 게이트웨이(200)와 통신할 수 있다.
제1 로컬 게이트웨이(511)와 제2 로컬 게이트웨이(512)의 사이에는 터널링을 통해 터널이 생성될 수 있다. 또한, 제2 로컬 게이트웨이(512)와 인터넷 게이트웨이(200) 사이에도 터널링을 통해 터널이 생성될 수 있다. 따라서, 인터넷 서비스 서버와 단말 사이에 인터넷 게이트웨이(200), 제1 로컬 게이트웨이(511) 및 제2 로컬 게이트웨이(512)가 존재하더라도 마치 인터넷 서비스 서버와 단말이 직접 연결되어 있는 것처럼 패킷을 주고 받을 수 있다. 따라서 제1 로컬 게이트웨이(511)가 신호 음영 지역에 위치하는 경우에도 단말은 안정적인 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 컨트롤러를 통한 로컬 게이트웨이간의 연결 과정을 나타낸다.
도 6은 도 5와 동일한 환경을 가정한다.
도 6을 참조하면, 먼저 게이트웨이 컨트롤러에 연결된 제1 로컬 게이트웨이 및 제2 로컬 게이트웨이는 게이트웨이 컨트롤러에게 인터넷 게이트웨이와의 통신에 대해 자신의 수신상태를 보고할 수 있다(S600). 수신상태 보고는 미리 설정된 주기 간격으로 반복될 수 있다. 게이트웨이 컨트롤러는 제1 및 제2 로컬 게이트웨이 컨트롤러뿐만 아니라 자신에게 연결된 모든 로컬 게이트웨이로부터 수신상태를 보고받을 수 있다.
다음으로, 게이트웨이 컨트롤러는 수신된 모든 로컬 게이트웨이의 수신상태를 저장할 수 있다(S610).
이때, 제1 로컬 게이트웨이의 고장이나 제1 로컬 게이트웨이가 수신 음영 지역에 위치하는 등의 이유로 제1 로컬 게이트웨이가 상향 신호를 수신할 수 없는 경우, 제1 로컬 게이트웨이는 자신의 신호 수신 불가능을 감지하고(S620), 자신의 수신 불가능 상태를 게이트웨이 컨트롤러에게 보고할 수 있다(S630). 이때, 제1 로컬 게이트웨이는 자신의 수신 불가능 상태 보고와 함께 자신과 인터넷 게이트웨이를 중계할 타 로컬 게이트웨이의 정보를 요청할 수 있다.
제1 로컬 게이트웨이로부터 신호 수신 불가능을 보고받은 게이트웨이 컨트롤러는, 단계 S610에서 저장된 타 로컬 게이트웨이의 수신 상태를 참조하여, 제1 로컬 게이트웨이와 무선 또는 유선으로 연결되어 패킷 송수신이 가능하고 신호 수신 상태가 미리 설정된 기준 이상인 최적 로컬 게이트웨이를 판단할 수 있다(S640). 또한, 게이트웨이 컨트롤러는 제1 로컬 게이트웨이에게 최적 로컬 게이트웨이를 통보할 수 있다(S650). 최적 로컬 게이트웨이를 판단하는 기준은 각 로컬 게이트웨이별 상향 신호 수신율, 대역폭 대비 트레픽 용량 등이 될 수 있다. 여기서, 제1 로컬 게이트웨이를 위한 최적 로컬 게이트웨이는 제2 로컬 게이트웨이인 것으로 가정한다.
단계 S630에서 보고된 수신 불가능 상태는 단계 S610에서 게이트웨이 컨트롤러가 수신한 수신상태 정보에 포함될 수 있다. 따라서 게이트웨이 컨트롤러는 수신된 또는 저장된 수신상태 정보를 확인하여 제1 로컬 게이트웨이의 수신 불가능 상태를 인식할 수 있고, 제1 게이트웨이의 요청 없이도 최적 게이트웨이를 통보할 수 있다.
게이트웨이 컨트롤러로부터 최적 로컬 게이트웨이가 제2 로컬 게이트웨이라는 것을 통보 받은 제1 로컬 게이트웨이는 제2 로컬 게이트웨이와 터널을 설정할 수 있다(S660). 제1 로컬 게이트웨이는 터널 설정 요청메시지를 송신하고, 메시지를 수신한 제2 로컬 게이트웨이는 요청에 대해 응답 메시지를 송신함으로써 터널이 설정될 수 있다. 여기서, 응답 메시지에는 제1 게이트웨이 컨트롤러와 제2 게이트웨이 컨트롤러의 터널 ID가 포함될 수 있다.
이후, 제1 로컬 게이트웨이는 생성된 터널을 통해 제2 로컬 게이트웨이와 패킷을 송수신할 수 있다.
이때, 제1 로컬 게이트웨이가 수리되거나 제1 로컬 게이트웨이가 수신 음영 지역에 빠져 나오는 등의 이유로 제1 로컬 게이트웨이가 상향 통신 신호를 수신할 수 있는 경우, 제1 로컬 게이트웨이는 자신의 신호 수신 가능을 감지하고(S670), 게이트웨이 컨트롤러에게 보고할 수 있다(S680). 이후, 제1 로컬 게이트웨이는 제2 로컬 게이트웨이와 설정된 터널을 삭제한 후(S690), 제2 로컬 게이트웨이를 경유하지 않고 인터넷 게이트웨이와 직접 패킷을 송수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 게이트웨이가 타 게이트웨이를 경유하여 패킷을 송신하는 과정을 나타낸다.
도 7은 도 6과 동일한 환경을 가정하며, 도 7에 도시된 이동 단말, 인터넷 게이트웨이, 인터넷 서비스 서버는 도 3과 동일하며, 도 7에 도시된 제1 로컬 게이트웨이와 제2 로컬 게이트웨이는 설명의 편의를 위해 다음과 같이 가정한다.
- 제1 로컬 게이트웨이 -
터널 ID : 1.1.1.10
IP 주소 : 2.2.2.10
포트 : 48702
- 제2 로컬 게이트웨이 -
터널 ID : 1.1.1.100
IP 주소 : 2.2.2.100
포트 : 48702
도 7을 참조하면, 먼저 이동 단말은 인터넷 서비스 서버에게 전송할 패킷이 있는 경우, 패킷을 제1 로컬 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S700). 송신된 패킷의 헤더에는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 192.168.1.100
목적지 IP 주소 : 100.1.1.100
출발지 포트 : xxx
목적지 포트 : yyy
다음으로, 이동 단말로부터 패킷을 수신한 제1로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 캡슐화할 수 있다(S710). 캡슐화는 제1 로컬 게이트웨이가 패킷의 헤더에 제1 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
제1 헤더에는 제1 로컬 게이트웨이를 출발지로하고 제2 로컬 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 2.2.2.10
목적지 IP 주소 : 2.2.2.100
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 출발지 IP 주소는 제1 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 임의의 포트로 수정될 수 있다. 기존 헤더의 목적지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 5과 같다.
Figure pat00005
여기서, 제1 헤더는 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 송신하는 과정에서 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 새로운 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
이때, 제1 로컬 게이트웨이는 기존 헤더에서 출발지에 대해 수정 전후의 IP 주소와 포트가 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 헤더를 변경할 수 있다. 주소 변경 정보에서 수정후의 포트는 실제 사용되는 포트가 아니고, 수정 전후의 포트의 대응관계를 저장하기 위한 것이므로 임의의 포트일 수 있다.
다음으로, 제1 로컬 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 제2 로컬 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S720). 제1 로컬 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 제1 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 제1 로컬 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 제2 로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S730). 디캡슐화는 제2 로컬 게이트웨이가 패킷의 제1 헤더를 제거하는 것을 의미한다.
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 다시 캡슐화할 수 있다(S740). 캡슐화는 제2 로컬 게이트웨이가 패킷의 헤더에 제2 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
제2 헤더에는 제2 로컬 게이트웨이를 출발지로하고 인터넷 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 2.2.2.100
목적지 IP 주소 : 200.1.1.20
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 출발지 IP 주소는 제2 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 임의의 포트로 수정될 수 있다. 기존 헤더의 목적지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 6과 같다.
Figure pat00006
여기서, 제2 헤더는 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 송신하는 과정에서 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 제2 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
이때, 제2 로컬 게이트웨이는 기존 헤더에서 출발지에 대해 수정 전후의 IP 주소와 포트가 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 헤더를 변경할 수 있다. 주소 변경 정보에서 수정후의 포트는 실제 사용되는 포트가 아니고, 수정 전후의 포트의 대응관계를 저장하기 위한 것이므로 임의의 포트일 수 있다.
단계 S730의 디캡슐화 및 단계 S740의 캡슐화는 실질적으로 구분 없이 수행될 수 있다. 즉, 제2 로컬 게이트웨이는 디캡슐화를 먼저 수행하고 다시 캡슐화를 수행하는 대신, 패킷의 제1 헤더를 제2 헤더로 변환하고, 기존 헤더를 표 6과 같이 수정할 수 있다(S745).
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 인터넷 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S750). 제2 로컬 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 제2 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 인터넷 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S760). 디캡슐화는 인터넷 게이트웨이가 패킷의 제2 헤더를 제거하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
기존 헤더의 출발지 IP 주소는 인터넷 게이트웨이의 IP 주소로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 임의의 포트로 수정될 수 있다. 기존 헤더의 목적지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 7과 같다.
Figure pat00007
이때, 인터넷 게이트웨이는 기존 헤더에서 출발지에 대해 수정 전후의 IP 주소와 포트가 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 헤더를 변경할 수 있다. 주소 변경 정보에서 수정후의 포트는 실제 사용되는 포트가 아니고, 수정 전후의 포트의 대응관계를 저장하기 위한 것이므로 임의의 포트일 수 있다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 인터넷 서비스 서버에게 송신할 수 있다(S770).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 게이트웨이가 타 로컬 게이트웨이를 경유하여 패킷을 수신하는 과정을 나타낸다.
도 8은 도 7과 동일한 환경을 가정하며, 도 8에 도시된 이동 단말, 인터넷 게이트웨이, 인터넷 서비스 서버는 도 7과 동일한 것으로 가정한다.
도 8을 참조하면, 인터넷 서비스 서버는 이동 단말에게 전송할 패킷이 있는 경우, 패킷을 인터넷 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S800). 송신된 패킷의 헤더에는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 100.1.1.100
목적지 IP 주소 : 200.1.1.20
출발지 포트 : yyy
목적지 포트 : xxx```
다음으로, 인터넷 서비스 서버로부터 패킷을 수신한 인터넷 게이트웨이는 수신된 패킷을 캡슐화할 수 있다(S810). 캡슐화는 인터넷 게이트웨이가 패킷의 헤더에 제2 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
제2 헤더에는 인터넷 게이트웨이를 출발지로하고 제2 로컬 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 200.1.1.20
목적지 IP 주소 : 2.2.2.100
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 목적지 IP 주소는 제2 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 목적지 포트는 미리 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 수정될 수 있다. 기존 헤더의 출발지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 8과 같다.
Figure pat00008
여기서, 제2 헤더는 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 수신하는 과정에서 제2 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 제2 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 제2 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S820). 인터넷 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 제2 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 인터넷 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 제2 로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S830). 디캡슐화는 제2 로컬 게이트웨이가 패킷의 제2 헤더를 제거하는 것을 의미한다
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 다시 캡슐화할 수 있다(S840). 캡슐화는 제2 로컬 게이트웨이가 패킷의 헤더에 제1 헤더를 추가하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
제1 헤더에는 제2 로컬 게이트웨이를 출발지로하고 제1 로컬 게이트웨이를 목적지로 하는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
출발지 IP 주소 : 2.2.2.100
목적지 IP 주소 : 2.2.2.10
출발지 포트 : 48702
목적지 포트 : 48702
기존 헤더의 목적지 IP 주소는 제1 로컬 게이트웨이의 터널 ID로 수정될 수 있고, 출발지 포트는 미리 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 수정될 수 있다. 기존 헤더의 출발지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 9와 같다.
Figure pat00009
여기서, 제1 헤더는 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지만, 기존 헤더는 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소를 포함하지 않는다. 따라서, 이동 단말이 패킷을 수신하는 과정에서 제1 로컬 게이트웨이의 IP 주소가 변하는 경우에도 제1 헤더의 정보만 변할 뿐 기존 헤더의 정보는 변하지 않는다.
단계 S830의 디캡슐화 및 단계 S840의 캡슐화는 실질적으로 구분 없이 수행될 수 있다. 즉, 제2 로컬 게이트웨이는 디캡슐화를 먼저 수행하고 다시 캡슐화를 수행하는 대신, 패킷의 제2 헤더를 제1 헤더로 변환하고, 기존 헤더를 표 9와 같이 수정할 수 있다(S845).
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이는 캡슐화된 패킷을 제1 로컬 게이트웨이에게 송신할 수 있다(S850). 제2 로컬 게이트웨이는 패킷의 기존 헤더에 포함된 출발지나 목적지와 관계없이 제1 헤더의 출발지와 목적지를 기준으로 패킷을 송신할 수 있다.
다음으로, 제2 로컬 게이트웨이로부터 패킷을 수신한 제1 로컬 게이트웨이는 수신된 패킷을 디캡슐화할 수 있다(S860). 디캡슐화는 제1 로컬 게이트웨이가 패킷의 제1 헤더를 제거하고, 기존 헤더에 포함된 정보를 수정하는 것을 의미한다.
기존 헤더의 목적지 IP 주소는 이동 단말의 IP 주소로 수정될 수 있고, 목적지 포트는 미리 저장된 주소 변경 정보를 참조하여 수정될 수 있다. 기존 헤더의 출발지 IP 주소 및 포트는 수정되지 않을 수 있다. 기존 헤더에서 수정되는 정보는 구체적으로 아래 표 10과 같다.
Figure pat00010
이때, 제1 로컬 게이트웨이에 연결된 이동 단말은 복수일 수 있다. 따라서, 제1 로컬 게이트웨이는 각 이동 단말에 대응되는 임의의 포트에 관한 정보를 저장하여 복수의 이동 단말을 구분할 수 있다.
다음으로, 제1 로컬 게이트웨이는 디캡슐화된 패킷을 이동 단말에게 송신할 수 있다(S870).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이동 환경 110 : 이동통신 신호
120 : 무선 인터넷 신호 200, 500 : 인터넷 게이트웨이
210, 510 : 로컬 게이트웨이 520 : 게이트웨이 컨트롤러

Claims (14)

  1. 지역 게이트웨이(gateway)에서 수행되는 방법으로,
    인터넷 서비스 서버와 상기 지역 게이트웨이를 중계하는 고정 게이트웨이와 터널(tunnel)을 설정하는 단계; 및
    상기 터널을 통해 상기 고정 게이트웨이와 통신을 수행하는 단계를 포함하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지역 게이트웨이는,
    복수의 통신 방식을 기반으로 상기 고정 게이트웨이와 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지역 게이트웨이는,
    무선랜(WLAN) 방식을 기반으로 상기 지역 게이트웨이가 서빙(serving)하는 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 터널을 설정하는 단계는,
    상기 고정 게이트웨이에게 터널 설정을 요청하는 메시지를 송신하고, 송신에 대한 응답으로 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID와 상기 고정 게이트웨이의 터널 ID를 수신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 단계는,
    단말로부터 패킷을 수신하는 경우,
    수신된 패킷의 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID로 수정하고, 수정된 패킷에 터널용 헤더를 추가하고, 상기 터널용 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 IP 주소로 설정하고, 상기 터널용 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 단계는,
    상기 고정 게이트웨이로부터 패킷을 수신하는 경우,
    상기 고정 게이트웨이에 의해 추가된 터널용 헤더를 제거하고, 남아있는 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 패킷을 수신할 단말의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  7. 인터넷 서비스 서버와 지역 게이트웨이를 중계하는 고정 게이트웨이 (gateway)에서 수행되는 방법으로,
    상기 지역 게이트웨이와 터널(tunnel)을 설정하는 단계; 및
    설정된 터널을 통해 상기 지역 게이트웨이와을 통신을 수행하는 단계를 포함하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정 게이트웨이는,
    복수의 통신 방식을 기반으로 상기 지역 게이트웨이와 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 터널을 설정하는 단계는,
    상기 지역 게이트웨이로부터 터널 설정 요청 메시지를 수신하고, 수신에 대한 응답으로 상기 고정 게이트웨이의 터널 ID와 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID를 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 단계는,
    상기 지역 게이트웨이로부터 패킷을 수신하는 경우,
    상기 지역 게이트웨이에 의해 추가된 터널용 헤더를 제거하고, 남아있는 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 통신을 수행하는 단계는,
    인터넷 서비스를 제공하는 인터넷 서비스 서버로부터 패킷을 수신하는 경우,
    수신된 패킷의 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 터널 ID로 수정하고, 수정된 패킷에 터널용 헤더를 추가하고, 상기 터널용 헤더의 출발지 IP 주소를 상기 고정 게이트웨이의 IP 주소로 설정하고, 상기 터널용 헤더의 목적지 IP 주소를 상기 지역 게이트웨이의 IP 주소로 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  12. 네트워크(network) 장치에서 수행되는 방법으로,
    복수의 지역 게이트웨이(gateway)로부터 수신상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신상태가 미리 설정된 기준 이하인 제1 지역 게이트웨이와 통신 가능하고 수신상태가 미리 설정된 기준 초과인 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 단계; 및
    상기 제2 지역 게이트웨이의 정보를 상기 제1 지역 게이트웨이에게 제공하는 단계를 포함하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 제1 지역 게이트웨이로부터 타 지역 게이트웨이 연결 요청 메시지를 수신하고, 수신된 요청에 의해 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 수신된 수신상태 정보에 포함된 각 지역 게이트웨이의 상향 신호 수신율, 대역폭 대비 트래픽(traffic) 용량 중 적어도 하나를 기초로 하여 제2 지역 게이트웨이를 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 연속성 보장 방법.
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