KR20160050217A - Ip 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 ip 기반 멀티미디어 서비스 시스템 - Google Patents

Ip 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 ip 기반 멀티미디어 서비스 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 시그널링 시도가 처리 가능 범위를 넘어서는 폭주 상황을 효과적으로 제어하기 위한 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에 관한 것으로서, IP 기반 멀티미디어 서비스를 원하는 단말의 시그널링 시도가 폭주하는 과부하 상황에서, 세션 제어기가 단말로부터 등록 요청 메시지를 수신하면, 등록 성공 여부가 관계없는 가상의 성공 응답 메시지를 전송하여, 단말의 재등록 시도를 유도하면서, 상기 재등록 시도를 분산시키고, 가성의 성공 응답 메시지를 수신한 단말로부터 서비스 요청에 수신되면, 정상 상태의 다른 세션 제어기로 접속하여, 등록 및 서비스 요청을 수행하도록 유도한다.

Description

IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템{Method for controlling signaling congestion of IP based multimedia service, and IP based multimedia service system therefor}
본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet protocol, IP)을 기반으로 오디오, 비디오 및 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 제공하는 IP 기반 멀티미디어 서비스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시그널링 시도가 처리 가능 범위를 넘어서는 폭주 상황을 효과적으로 제어하기 위한 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에 관한 것이다.
3GPP는 멀티미디어 서비스를 위한 유무선 통합 플랫폼 환경을 제공하는 기술로서 IMS(IP multimedia subsystem)을 제시하고 있다.
이러한 IMS는 IP 프로토콜을 기반으로 음성, 오디오, 비디오 및 데이터 등의 멀티미디어를 복합적으로 제공하고, 효율적인 세션 관리 기능을 기반으로 통신서비스 제공자가 아닌 제삼자에 의해 개발된 다양한 애플리케이션과 손쉬운 연동이 가능하도록 개발되고 있다.
IMS는 IETF에서 개발된 SIP(Session Initiation Protocol)를 이용한 등록 및 멀티미디어 호 처리 기능을 담당하는 세션제어기(CSCF: Call Session Control Function), 기존 이동망의 HLR(Home Location Register) 기능에 IP 멀티미디어 사용자의 이동성 관리 및 인증을 위한 기능이 통합된 홈 가입자 서버(HSS: Home Subscriber Server), 멀티미디어 제어기(MRFC(Multimedia Resource Function Controller)/MRFP(Multimedia Resource Function Processor)), QoS 제어를 위한 PCRF(Policy and Charging Rules Function), 기존 망과의 게이트웨이 기능부(MGCF(Media Gateway Control Function)/IM-MGW(IP Multimedia - Media Gateway)/SGW(Signaling Gateway)/BGCF(Breakout Gateway Control Function)) 등 다양한 기능 블록으로 구성된다.
IP 기반 멀티미디어 서비스를 이용하고자 하는 단말은, 최초 서비스 이용 시 혹은 주기적으로 등록(registration)과정을 거쳐, 세션제어기를 할당 받고, 할당 받은 세션제어기를 통해 발신 호 및 착신 호 등의 호 처리 과정을 수행한다.
그런데 최근 IP 기반 멀티미디어 서비스를 이용하고자 하는 단말의 수가 증가된 상황에서, 등록을 요청하는 메시지는 대부분 주기적으로 발생하기 때문에, 과부하 상태에서 이러한 시그널링 메시지는 폭주하는 형태로 발생할 수 있다.
이렇게 시그널링 메시지가 폭주하여, 정상적으로 처리가 어려운 경우, IMS의 세션 제어기는 서버가 과부하 상태이거나 유지 보수 혹은 장애로 정상적으로 요청을 처리할 수 없음을 알리는 에러 메시지(SIP의 503 service unavailable 메시지)로 응답하는데, 이 경우, 단말은 등록 요청이 실패된 것으로 간주하기 때문에, 이후 IMS 호 셋업을 수행되지 못하는 문제가 발생한다.
한국등록특허 제10-0946900호, 2010년 03월 03일 등록 (명칭: IMS 재등록 방법 및 이를 위한 시스템)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 시그널링 시도가 처리 가능 범위를 넘어서는 폭주 상황을 효과적으로 제어하기 위한 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템을 제공하고자 한다.
특히, 본 발명은 IP 기반 멀티미디어 서비스를 원하는 단말의 시그널링 시도가 폭주하는 과부하 상황에서, 단말들이 등록 시도를 분산시키면서 새로운 세션 제어기로의 등록을 유도하여, 정상적으로 호 셋업이 처리되도록 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법 및 이에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 상술한 과제의 해결 수단으로서, 세션 제어기가 단말로부터 등록 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 세션 제어기가, 과부하 상태로 등록 요청을 처리할 수 없는 경우, 가상의 성공 응답 메시지를 생성하는 단계; 상기 세션 제어기가 상기 생성한 가상의 성공 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하여, 상기 단말이 일정 시간 경과 후 재등록을 시도하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법에 있어서, 상기 가상의 성공 응답 메시지를 생성하는 단계는, 상기 가상의 성공 응답 메시지에 포함되어 등록 시도 간격을 지정하는 재등록 타이머 값을 랜덤 선택하여 설정하되, 상기 재등록 타이머 값은, 정상적으로 등록이 성공한 경우에 전송되는 성공 응답 메시지에 포함되는 재등록 타이머 값 보다 작은 범위에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법은, 상기 세션 제어기가 상기 가상의 성공 응답 메시지를 전송한 후, 상기 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 세션 제어기가 상기 연결 요청 메시지에 대응하여, 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법은, 정책 서버가 상기 단말로부터 세션 제어기에 대한 접속 정책 조회 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 정책 서버가, 상기 단말의 등록 및 요청을 처리할 수 있는 정상 상태의 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 상기 단말로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 단말이 등록 요청에 대응하여 세션 제어기로부터 가상의 성공 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 세션 제어기로 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 단말이 상기 세션 제어기로부터 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 거부 메시지에 대응하여, 정책 서버로 세션 제어기에 대한 접속 정책 조회 메시지를 전송하는 단계; 상기 단말이 상기 정책 서버로부터 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 신규 접속 정보에 대응하는 다른 세션 제어기로 등록 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 등록이 성공하면, 상기 단말이 상기 다른 세션 제어기로 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 과제의 다른 해결 수단으로서, 단말의 위치 등록 및 이동성 관리를 위한 가입자 관리 서버; 및 상기 가입자 관리 서버와 연동하여 상기 단말의 등록 및 호 처리를 수행하는 하나 이상의 세션 제어기를 포함하고, 상기 세션 제어기가, 과부하 상태로 등록 요청을 처리할 수 없는 경우, 단말로부터 등록 요청 메시지를 수신하면, 가상의 성공 응답 메시지를 상기 단말로 전송하여, 상기 단말이 일정 시간 경과 후 재등록을 시도하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에 있어서, 상기 세션 제어기는 상기 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 수신하면, 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 상기 단말로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템은, 상기 거부 메시지를 수신한 단말로 상기 단말의 등록 및 요청을 처리할 수 있는 정상 상태의 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 제공하는 정책 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 시그널링 시도가 처리 가능 범위를 넘어서 폭주하는 과부하 상태에서, 단말로부터 전송된 등록 요청 메시지에 대해 등록 성공 여부에 관계없이 등록이 성공하였음을 알리는 가상의 성공 응답 메시지를 전송함으로써, 단말의 지속적인 재등록 시도를 유도할 수 있다.
더하여, 본 발명은, 가상의 성공 응답 메시지를 전송할 때, 재등록 시도 간격을 설정하는 재등록 타이머 값을 정상적인 등록 성공 후에 전송되는 재등록 타이머 값보다 작은 범위에서 랜덤으로 설정함으로써, 과부하 상태에서 단말 들의 재등록 시도를 위한 트래픽을 분산시킬 수 있으며, 이를 통해 시그널링 폭주를 효과적으로 제어하여 과부하 상태를 해소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청이 발생할 경우, 단말이 정상상태의 새로운 세션 제어기를 통해 등록 절차를 수행한 후, 연결 요청을 재시도하도록 함으로써, IP 기반 멀티미디어 서비스를 안정적으로 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에서의 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어를 위한 등록 과정을 나타낸 메시지 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에 있어서, IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어를 위한 호 셋업 과정을 나타낸 순서도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 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.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은, IP 프로토콜을 기반으로 음성, 오디오, 비디오 및 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 제공하고, 이러한 멀티미디어 서비스를 위한 세션 관리 기능을 제공하기 위한 것으로서, 3GPP에 의해 정의된 IMS(IP Multimedia Subsystem)에 대응되는 구성이다.
본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은, 액세스 네트워크(200)를 통해 사용자의 단말(100)과 연결되어, 단말(100)에서 요청한 기능을 수행하기 위한 것으로서, 세션 제어기(310)와, 어플리케이션 서버(320)와, 가입자 관리 서버(330)와, 정책 서버(340)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)는 SIP 프로토콜을 기반으로 서비스를 제공할 단말(100)을 식별하여 그 위치를 찾고, 상호 간의 멀티미디어 통신 세션을 생성하거나 삭제하는 것으로, 각 구성 요소의 기능을 다음과 같다.
상기 세션 제어기(310)는 SIP 프로토콜을 이용한 단말(100)의 등록 및 호 처리 기능을 수행하는 구성 요소이다. 이러한 세션 제어기(310)는 IMS의 P-CSCF(Proxy Call Session Control Function), I-CSCF(Interrogating Call Session Control Function), S-CSCF(Serving Call Session Control Function)에 해당한다.
상기 P-CSCF는 단말(100)에 대한 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)의 최초 컨텍 포인트로서, 엑세스 네트워크(200)의 GGSN과 같은 도메인에 존재하며, 프록시와 사용자 에이전트 역할을 수행한다. 구체적으로, P-CSCF는 단말(100)로부터 수신한 SIP 등록 요구 메시지를 단말(100)의 홈 도메인을 참조하여 I-CSCF로 전달하고, 또한 단말(100)로부터 수신한 SIP 메시지를 등록 절차를 통해 수신한 S-CSCF 주소를 이용하여 S-CSCF로 전달하고, 단말(100)로 SIP 메시지를 요구 또는 응답한다.
I-CSCF는 사업자 망별 컨텍 포인트로서, 타사업자망과의 연동을 수행한다. 즉, I-CSCF는 S-CSCF를 사용자 SIP 예약에 할당하는 한편, 다른 네트워크에서 수신한 SIP 메시지를 해당 단말(100)에 할당된 S-CSCF로 라우팅하고, 가입자 관리 서버(330)로부터 S-CSCF의 주소를 획득하며 과금 데이터(CDR)를 발생시킨다.
S-CSCF는 단말(100)의 세션을 제어하는 서버로 가입자 관리 서버(330)에 등록하고, 이후 단말(100)의 가입자 정보를 다운로드하여 저장하며, 해당 단말(100)에 대한 세션 제어 및 세션 상태 관리, 그리고 서비스 제공을 위한 서비스 플랫폼과의 연동을 수행한다.
본 발명에 도시된 세션 제어기(310)는 상술한 IMS의 P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF 중 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다.
어플리케이션 서버(Application Server, AS)(320)는, SIP 기반의 응용서비스를 제공하는 서버로서, 예를 들어, VoIP 서비스와 같이, 음성, 오디오, 비디오 및 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 제공하는 서버이다.
가입자 관리 서버(330)는 단말(100)의 위치 등록, 단말(100)의 이동성 관리 및 인증 기능을 수행하기 위한 것으로서, IMS의 HSS(Home Subscriber Server)에 해당될 수 있다. 구체적으로, 상기 가입자 관리 서버(330)는 단말(100)의 이동성 관리, 호와 세션 설정 지원, 가입자의 보안 정보 생성, 가입자의 인증, 메시지의 무결성 체크와 암호화를 위한 데이터 생성, 생성된 데이터 저장 서비스 별 가입자 식별자 관계 처리 등을 수행한다.
정책 서버(340)는 세션을 설정하기 위한 대역폭등의 QoS 자원을 허가하는 역할을 수행하며, 멀티미디어 서비스 중 호나 코덱이 변하여 새로운 QoS 허가가 필요한지를 결정하는 등, IP 기반 멀티미디어 서비스의 QoS 정책을 관리하는 기능을 수행한다.
상기 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은 상술한 구성에 한정되지 않고, IMS 규격에서 정의된 다양한 기능 요소들을 더 포함할 수 있다.
상술한 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)과 단말을 연결하는 액세스 네트워크(200)는, 멀티미디어 서비스를 이용하는 단말(100)이 직접 접속되어, 상기 단말(100)과의 유무선 통신 서비스를 제공하는 구성으로서, 현재 상용화되어 있고 향후 상용화가 가능한 다양한 규격의 유무선 통신망이 될 수 있다. 바람직하게, 상기 액세스 네트워크(200)는 IP 망인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 액세스 네트워크(200)는 GPRS(General Packet Radio Service)망으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 액세스 네트워크(200)는 단말(100)가 무선으로 접속되어 무선 구간의 처리를 수행하는 노드B 및 RNC(Radio Network Controller) 등을 포함하는 RAN(Radio Access Network)와, 패킷 데이터 처리를 위한 교환기능을 수행하는 SGSN(Support GPRS serving node)와, SGSN과 패킷 데이터 네트워크(예를 들어, 인터넷 혹은 IMS망) 사이의 게이트웨이 역활을 수행하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node) 등을 포함하여 이루어지며, 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은 액세스 네트워크(200)의 RAN, SGSN 및 GGSN을 통해서 단말(100)과 SIP 메시지를 교환하게 된다.
이때, 상기 단말(100)에 접속된 액세스 네트워크(200)와 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300) 사이에는 네트워크 주소 변환기(NAT: Network Address Translator)(400)가 위치할 수 있다. 상기 네트워크 주소 변환기(400)는 상기 액세스 네트워크(200)에서 할당된 단말(100)의 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간의 변환을 수행한다. 이 경우, 상기 단말(100)로부터 전송된 SIP 메시지의 출발지 주소, 즉, 단말(100)의 사설 IP 주소는 공인 IP 주소로 변경된 후 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)으로 전송되며, IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)에서 전송된 SIP 메시지의 목적지 주소는, 액세스 네트워크(200)에서 단말(100)에 할당된 사설 IP 주소로 변환되어 전송된다.
이러한 네트워크 구조에 있어서, 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은, IP 기반 멀티미디어 서비스를 원하는 단말(100)의 등록 절차를 수행하고, 등록된 단말(100)에 할당된 세션 제어기(310)를 통해서 멀티미디어 서비스에 대한 발신 호 및 착신 호 등의 호 처리를 수행하게 된다.
이때, 상기 세션 제어기(310)는 시스템 과부하 혹은 망 과부하가 발생하여, 정상적인 등록 절차를 수행할 수 없는 상황에서, 단말(100)로부터 등록 요청 메시지를 수신한 경우, 가상의 성공 응답 메시지를 생성하여 단말(100)로 전송하여, 단말(100)이 일정 시간 경과 후 재등록을 시도하도록 유도한다. 이때, 상기 가상의 성공 응답 메시지에 포함되는 재등록 타이머 값은 정상적인 등록 절차가 수행될 때의 재등록 타이머 값보다 작은 값 중에서 랜덤으로 설정함으로써, 과부하 상태에서 단말(100)들의 재등록 트래픽이 분산되도록 한다.
상술한 바와 같이, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은 등록 절차가 성공적으로 수행된 것으로 판단하여, 상기 설정된 재등록 타이머 값에 설정된 시간이 경과하기 전에 다시 재등록을 위한 등록 요청 메시지를 전송하거나, 사용자의 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 전송하게 된다. 이때, 등록 요청 메시지가 수신된 시점에, 과부하 상태가 복구된 경우 상기 세션 제어기(310)는 등록 절차를 정상적으로 수행하게 되며, 반면 과부하 상태가 여전히 복구되지 않은 경우에는 앞서와 마찬가지로 가상의 성공 응답 메시지를 전송하여 재등록을 수행하도록 유도할 수 있다.
반면, 등록 절차가 정상적으로 수행되지 않은 단말(100)로부터 연결 요청 메시지가 수신된 경우, 상기 세션 제어기(310)는 요청이 실패하였음을 알리는 에러 메시지를 전송하게 되는데, 이때, 단말(100)은 정책 서버(340)로부터 정상 상태인 다른 세션 제어기(310)의 정보를 제공받아, 상기 다른 세션 제어기(310)를 통해 등록 절차를 수행한 후, IP 멀티미디어 서비스를 위한 호 처리를 수행할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 본 발명은 다수의 단말(100)들의 시그널링 메시지가 폭주하는 경우, 단말(100)의 등록 요청이 성공한 것처럼 처리하여, 분산된 재등록 시도를 유도할 수 있으며, 더불어, 정상적으로 등록이 이루어지지 않은 단말(100)의 연결 요청은 다른 정상적인 세션 제어기를 통해 등록이 이루어지도록 유도함으로써, 시그널링 폭주 상태를 효과적으로 제어하면서, IP 멀티미디어 서비스를 중단 없이 제공할 수 있다.
상술한 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)에서의 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에서의 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어를 위한 등록 과정을 나타낸 메시지 흐름도이다.
도 2를 참조하면, IP 기반 멀티미디어 서비스를 이용하고자 하는 단말(100)은, 자신 및 자신의 위치를 알리기 위해 최초로 또는 주기적으로 등록 요청 메시지를 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)으로 전송한다. 상기 등록 요청 메시지는 SIP의 REGISTER 메시지가 될 수 있다. 이렇게 전송된 등록 요청 메시지는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)의 세션 제어기(310)로 전송된다(S120).
이때, 상기 세션 제어기(310) 혹은 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)은 다수 단말(100)의 시그널링이 처리 가능한 범위를 넘어 폭주하는 과부하 상태일 수 있으며, 이 경우, 상기 등록 요청 메시지에 대한 정상적인 처리가 불가능하다.
과부하 상태일 때, 상기 세션 제어기(310)는, 등록 절차의 성공적인 수행 여부와 관계없이, 가상의 성공 응답 메시지를 생성한다(S130). 상기 가상의 성공 응답 메시지는, 통상의 등록 절차가 정상적으로 성공된 후에, 등록 요청이 성공적으로 수행되었음을 알리는 성공 응답 메시지와 동일하나, 등록 절차가 성공적으로 수행되지 않은 상태에서 전송되는 것이므로, 가상의 성공 응답 메시지라 칭한다. 이러한 가상의 성공 응답 메시지는, SIP의 200 OK 메시지가 될 수 있다. 이때, 상기 가상의 성공 응답 메시지는, 재등록 시도 간격을 설정하는 재등록 타이머 값을 포함할 수 있으며, 상기 세션 제어기(310)는, 재등록 타이머 값을 정상적인 등록 절차를 수행할 때 전송되는 재등록 타이머 값 보다 작은 범위에서 랜덤으로 선택하여 설정한다. 즉, 등록에 실패한 단말(100)이 정상적으로 등록에 성공한 단말보다 먼저 재등록을 시도하도록 유도하되, 등록에 실패한 단말(100) 들간의 재등록 시도 시점을 분산시킨다.
그리고, 상기 세션 제어기(310)는 상기 생성된 가상의 성공 응답 메시지를 단말(100)로 전송한다(S140).
상술한 바와 같이, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은 등록 절차가 성공적으로 수행된 것으로 판단하여, 상기 설정된 재등록 타이머 값에 설정된 시간이 경과하기 전에 다시 등록을 시도한다.
즉, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은 상기 재등록 타이머 값이 만료하기 전에, 등록 요청 메시지를 다시 세션 제어기(310)로 전송한다.
이때, 상기 세션 제어기(310)는 과부하 상태가 복구된 경우, 등록 절차를 정상적으로 수행한 후, 정상적인 성공 응답 메시지를 단말(100)로 전송할 수 있다. 반면, 과부하 상태가 복구되지 않은 경우, 상기 세션 제어기(310)는 상술한 S130 단계 및 S140 단계를 다시 반복하여, 정상적으로 등록 절차가 수행될 때까지, 재등록 시도를 계속 유도하게 된다.
따라서, 본 발명은 시그널링 폭주 상태에서도, 단말(100)이 여전히 재등록을 시도하도록 유도하면서, 재등록 트래픽을 분산시킴으로써, 시그널링 폭주를 해소할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은, 사용자 입력 신호에 따라서, 등록 절차가 성공적으로 수행되기 전에, IP 기반 멀티미디어 서비스를 요청할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템에 있어서, IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어를 위한 호 셋업 과정을 나타낸 순서도로서, 등록 절차가 정상적으로 수행되지 않은 단말(100)의 호 셋업 과정을 나타낸 것이다. 참고로, 도 3에서, 단말(100)이 등록을 요청하여 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 세션 제어기를 제1 세션 제어기(311)라 하고, 정책 서버(340)에 의해 새롭게 제공받은 세션 제어기를 제2 세션 제어기(312)라 한다.
도 3을 참조하면, 앞서 도 2에 도시된 바와 같이, 세션 제어기(310)로부터 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은 사용자 입력 신호에 따라서, 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다(S210). 이는 SIP의 INVITE 메시지에 대응되는 것으로서, 다른 단말과의 인스턴트 메시징을 위한 세션 연결 요청 메시지가 될 수 있다.
상기 연결 요청 메시지는, 상기 단말(100)이 등록을 요청하여 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 제1 세션 제어기(311)로 전송된다.
상기 제1 세션 제어기(311)는, 상기 단말(100)이 등록된 단말이 아니고, 가상의 성공 응답 메시지를 응답한 단말인 경우, 상기 연결 요청에 대한 거부 메시지를 상기 단말(100)로 응답하게 된다(S220). 이때, 상기 거부 메시지는, 요청은 정상적으로 수신되었고, 포맷 등에 문제는 없으나, 기타 정책(Policy) 등의 이유로 요청을 처리할 수 없는 경우를 나타내는 에러 메시지로서, SIP의 403 Forbidden 메시지가 될 수 있다.
이와 같이, 거부 메시지를 수신한 단말(100)은, 403 Forbidden 메시지를 수신한 경우, 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)의 정책 서버(340)로 접속하여, 접속 정책을 조회한다(S230).
이때 정책 서버(340)는, 시스템 및 망 과부하 상황을 고려하여, 단말(100)이 정상적으로 호 셋업을 수행할 수 있는 제2 세션 제어기(312)를 확인하고, 상기 제2 세션 제어기(312)에 대응하는 신규 접속 주소를 단말(100)로 전송한다(S240).
이에, 단말(100)은, 상기 신규 접속 주소에 대응하는 제2 세션 제어기(312)로 접속하여, 등록 요청 메시지(SIP의 REGISTER 메시지)를 전송한다(S250).
상기 제2 세션 제어기(312)는 과부하 상태가 아니고 정상 상태이므로, 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)의 다른 장치들과 연동하여, 상기 등록 요청을 처리한다(S260). 여기서, 등록 절차는 SIP 프로토콜에 따라서 이루어질 수 있다.
그리고, 정상적으로 등록 절차가 완료되면, 상기 제2 세션 제어기(312)는 등록이 성공되었음을 알리는 성공 응답 메시지(SIP의 200 OK 메시지)를 상기 단말(100)로 전송한다(S270).
상기 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)은, 앞서 S210에서 전송하였던, 연결 요청 메시지를 다시 제2 세션 제어기(312)로 전송한다(S280).
이후, 상기 제2 세션 제어기(312)는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템(300)의 다른 장치들과 연동하여, 연결 요청에 따른 호 셋업 절차를 수행한다(S290).
따라서, 상기 단말(100)은 제2 세션 제어기(312)를 통해서 등록 절차를 수행한 후, 호 셋업 절차를 완료하여, 사용자에게 IP 기반 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있게 된다.
상술한 과정을 통해서, 등록 요청에 대하여 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말(100)이 사용자가 요청한 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 호 셋업을 수행할 수 있게 되며, 사용자에게는 망 혹은 시스템 상태에 관계없이 안정된 IP 기반 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있게 된다.
상술한 본 발명에 따른 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 시그널링 폭주 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 본 발명에 따른 세션 제어기(P-CSCF(310))는 프로세서를 통해 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 명령을 처리함으로써 본 발명에 따른 단말 인증을 수행할 수 있다. 일 구현 예에서, 이 프로세서는 싱글 쓰레드(Single-threaded) 프로세서일 수 있으며, 다른 구현 예에서 본 프로세서는 멀티 쓰레드(Multithreaded) 프로세서일 수 있다. 나아가 본 프로세서는 메모리 혹은 저장 장치 상에 저장된 명령을 처리하는 것이 가능하다.
비록 본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 다른 유형의 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 본 발명에 따른 장치의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 예컨대 내부 하드디스크나 외장형 디스크와 같은 자기 디스크, 자기광학 디스크 및 CD-ROM과 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 설명한 주제의 특정한 실시형태를 설명하였다. 기타의 실시형태들은 이하의 청구항의 범위 내에 속한다. 예컨대, 청구항에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행되면서도 여전히 바람직한 결과를 성취할 수 있다. 일 예로서, 첨부도면에 도시한 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위하여 반드시 그 특정한 도시된 순서나 순차적인 순서를 요구하지 않는다. 특정한 구현 예에서, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
본 발명은 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 시그널링 시도가 처리 가능 범위를 넘어서 폭주하는 과부하 상태에서, 단말로부터 전송된 등록 요청 를 처리할 수 없는 경우, 가상의 성공 응답 메시지를 전송함으로써, 단말의 지속적인 재등록 시도를 유도할 수 있다.
더하여, 본 발명은, 가상의 성공 응답 메시지를 전송할 때, 재등록 시도 간격을 지정하는 재등록 타이머 값을 정상적인 등록 성공 후에 전송되는 재등록 타이머 값보다 작은 범위에서 랜덤하게 설정함으로써, 과부하 상태에서 단말 들의 재등록 시도를 위한 트래픽을 분산시킬 수 있으며, 이를 통해 시그널링 폭주를 효과적으로 제어하여 과부하 상태를 해소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은, 가상의 성공 응답 메시지를 수신한 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청이 발생할 경우, 단말이 정상상태의 새로운 세션 제어기를 통해 등록 절차를 수행한 후, 연결 요청을 재시도하도록 함으로써, IP 기반 멀티미디어 서비스를 안정적으로 제공할 수 있게 된다.
100: 단말
200: 액세스 네트워크
300: IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템
310: 세션 제어기
320: 어플리케이션 서버
330: 가입자 관리 서버
340: 정책 서버

Claims (9)

  1. 세션 제어기가 단말로부터 등록 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 세션 제어기가, 과부하 상태로 등록 요청을 처리할 수 없는 경우, 가상의 성공 응답 메시지를 생성하는 단계;
    상기 세션 제어기가 상기 생성한 가상의 성공 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하여,
    상기 단말이 일정 시간 경과 후 재등록을 시도하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가상의 성공 응답 메시지를 생성하는 단계는,
    상기 가상의 성공 응답 메시지에 포함되어, 단말의 등록 시도 간격을 지정하는 재등록 타이머 값을 랜덤 선택하여 설정하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재등록 타이머 값은, 정상적으로 등록이 성공한 경우에 전송되는 성공 응답 메시지에 포함된 재등록 타이머 값 보다 작은 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세션 제어기가 상기 가상의 성공 응답 메시지를 전송한 상기 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 세션 제어기가 상기 연결 요청 메시지에 대응하여, 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    정책 서버가 상기 단말로부터 세션 제어기에 대한 접속 정책 조회 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 정책 서버가, 상기 단말의 등록 및 요청을 처리할 수 있는 정상 상태의 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 상기 단말로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  6. 단말이 등록 요청에 대응하여 세션 제어기로부터 가상의 성공 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 세션 제어기로 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 단말이 상기 세션 제어기로부터 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 거부 메시지에 대응하여, 정책 서버로 세션 제어기에 대한 접속 정책 조회 메시지를 전송하는 단계;
    상기 단말이 상기 정책 서버로부터 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 신규 접속 정보에 대응하는 다른 세션 제어기로 등록 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    등록이 성공하면, 상기 단말이 상기 다른 세션 제어기로 상기 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스의 시그널링 폭주 제어 방법.
  7. 단말의 위치 등록 및 이동성 관리를 위한 가입자 관리 서버; 및
    상기 가입자 관리 서버와 연동하여 상기 단말의 등록 및 호 처리를 수행하는 하나 이상의 세션 제어기를 포함하고,
    상기 세션 제어기가, 과부하 상태로 등록 요청을 처리할 수 없는 상태에서, 단말로부터 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 단말로 가상의 성공 응답 메시지를 전송하여, 일정 시간 경과 후 상기 단말이 재등록을 시도하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세션 제어기는 상기 단말로부터 IP 기반 멀티미디어 서비스를 위한 연결 요청 메시지를 수신하면, 요청은 정상적으로 수신되었으나 정책에 따라 요청을 처리할 수 없음을 나타내는 거부 메시지를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 거부 메시지를 수신한 단말로 상기 단말의 등록 및 요청을 처리할 수 있는 정상 상태의 다른 세션 제어기에 대한 신규 접속 정보를 제공하는 정책 서버를 더 포함하는 IP 기반 멀티미디어 서비스 시스템.
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