KR20160120052A

KR20160120052A - 세그먼트 라우팅을 이용한 아이피 패킷 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160120052A
Application number: KR1020150049065A
Authority: KR
Inventors: 김정윤
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-10-17
Also published as: US20160302121A1

Abstract

본 발명은 세그먼트 라우팅을 이용한 아이피 패킷 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서 아이피 패킷을 전송하기 위한 것으로서, 복수의 이동통신 장비 중 어느 하나로부터 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 상기 아이피 패킷이 상기 복수의 이동통신 장비 사이를 이동하기 위해 경유하게 될 노드를 결정 - 상기 복수의 이동통신 장비는 상기 복수의 이동통신 장비 간 상기 아이피 패킷이 전달될 수 있도록 하는 라우터와 연결되며, 상기 라우터 사이에는 상기 아이피 패킷을 전달하는 복수의 노드들이 구비되고, 상기 복수의 노드들 중 상기 결정된 노드들에 의해 상기 데이터 경로가 설정됨 - 하고, 상기 결정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 상기 데이터 경로 설정 요구 메시지를 송신한 이동통신 장비로 전달하는 데이터 전달 경로 설정부를 포함하는 경로 제어기가 제공된다.

Description

세그먼트 라우팅을 이용한 아이피 패킷 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING IP PACKET USING SEGMENT ROUTING}

본 발명은 세그먼트 라우팅을 이용한 아이피 패킷 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신망은 대략적으로 음성 통화, 인터넷 연결 등 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 장비와, UE 및 이동통신 장비 사이에서 아이피 패킷의 전달을 담당하는 전달 노드로 구성된다. 이동통신 장비는 LTE 액세스의 경우 eNB, S_GW, P-GW 등이 있으며 WiFi 액세스의 경우 AP/APC, ePDG, P-GW 등이 있다. 전달 노드는 스위치, 액세스 라우터, 코어 라우터로 세분할 수 있으나 간단히 라우터로 표기해도 무방하다.

핸드오버(Handover)는 사용자가 범위 밖으로 이동하거나 네트워크 소프트웨어가 호 경로를 재설정함에 따라 한 기지국에서 다른 기지국으로 호출 신호를 넘겨주는 절차를 말한다. 핸드오버란 이동국이 서비스중인 기지국(또는 섹터) 영역을 벗어나 다른 기지국(또는 섹터)으로 이동을 할 때, 계속 통화를 유지하기 위해 통화로를 이동한 셀로 바꾸어 주는 것을 말한다.

현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 규격은 LTE(롱 텀 에볼루션; Long Term Evolution) 네트워크와 non-3GPP(비-3GPP) 네트워크 간 핸드오버 기법이 일부 기술돼 있다. 종래의 LTE 네트워크와 non-3GPP 네트워크 간 핸드오버 기법에 따르면, 단말이 사전에 핸드오버를 위한 사전 준비 없이, 바로 타겟 네트워크로 접속을 수행한다.

특히, 와이파이(WiFi; Wireless Fidelity) 네트워크와 LTE 네트워크 간의 핸드오버 과정에 있어서, 와이파이와 LTE 서비스를 제공하는 이동통신망 장비들은 UE(User Equipment)와 서버 사이에 위치하며 터널링 기술을 이용하여 UE와 서버 사이의 연결을 설정한다. 이때, 이동통신망 장비들은 전달망 위에 위치하며 하부 전달망의 구성과 선택 경로 정보를 알지 못하기 때문에 핸드오버가 발생할 때마다 전달 경로를 재설정해야 하는바, 이에 따른 지연이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 이동통신망에서 이동통신 장비 간 IP 패킷이 전달되는 경로를 설정함에 있어서 서비스 특성과 네트워크 상태를 고려하여 중계역할을 하는 적합한 전달 노드를 지정하고 IP 패킷이 해당 노드를 통과하도록 하여 고속으로 데이터 경로를 설정하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 핸드오버 이전의 데이터 전달 경로를 핸드오버 이후에도 사용할 수 있도록 설정함으로써 핸드오버 지연을 감소시키는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 예에 따르면, 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서 아이피 패킷을 전송하기 위한 것으로서, 복수의 이동통신 장비 중 어느 하나로부터 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 상기 아이피 패킷이 상기 복수의 이동통신 장비 사이를 이동하기 위해 경유하게 될 노드를 결정 - 상기 복수의 이동통신 장비는 상기 복수의 이동통신 장비 간 상기 아이피 패킷이 전달될 수 있도록 하는 라우터와 연결되며, 상기 라우터 사이에는 상기 아이피 패킷을 전달하는 복수의 노드들이 구비되고, 상기 복수의 노드들 중 상기 결정된 노드들에 의해 상기 데이터 경로가 설정됨 - 하고, 상기 결정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 상기 데이터 경로 설정 요구 메시지를 송신한 이동통신 장비로 전달하는 데이터 전달 경로 설정부를 포함하는 경로 제어기가 제공된다.

본 발명의 다른 예에 따르면, 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서 아이피 패킷을 전송하기 위한 방법으로서, (a) 복수의 이동통신 장비 중 어느 하나로부터 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하는 단계, (b) 상기 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 상기 복수의 이동통신 장비 사이에 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정 - 상기 복수의 이동통신 장비는 상기 복수의 이동통신 장비 간 상기 아이피 패킷이 전달될 수 있도록 하는 라우터와 연결되며, 상기 라우터 사이에는 상기 아이피 패킷을 전달하는 복수의 노드들이 구비되고, 상기 복수의 노드들 중 상기 결정된 노드들에 의해 상기 데이터 경로가 설정됨 - 하는 단계, 및 (c) 상기 결정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 상기 데이터 경로 설정 요구 메시지를 송신한 이동통신 장비로 전달하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.

본 발명에 의하면, 이동통신 장비 간 IP 패킷이 전달되는 경로를 서비스 특성과 네트워크 상태를 고려하여 설정함으로써 고속으로 데이터 경로를 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 핸드오버 이전의 데이터 전달 경로를 핸드오버 이후에도 사용할 수 있도록 설정함으로써 핸드오버 지연을 감소시킬 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 이동통신 시스템의 이동통신 장비가 연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 패킷의 송수신을 관리하기 위한 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 제어기의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드오버된 후의 데이터 전달 경로를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 수행되는 주요 처리 과정을 예시적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이동통신 장비 간 IP 패킷이 전달되는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래기술에 따라 LTE 네트워크 내에서 패킷이 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고， 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 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. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특정, 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.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.

[본 발명의 바람직한 실시예]

도 1a 및 도 1b는 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템(100)은 사용자 단말 장치(UE; User Equipment, 110), PDN-게이트웨이(P-GW; PDN-Gateway, 130), 서빙 게이트웨이(S-GW; Serving Gateway, 125), 기지국(eNB; evolved Node B, 120), ePDG(enhanced Packet Data Gateway, 145), AP/APC(Access Point/Access Point Controller, 140) 및 서버(150)를 포함한다.

이하에서는 사용자 단말 장치(110), PDN-게이트웨이(P-GW; 130), 서빙 게이트웨이(S-GW; 125), 기지국(eNB; 120), ePDG(145), 및 AP/APC(140)를 통틀어 이동통신 장비로 칭하기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 장치(110)는 eNB(120) 또는 AP/APC(140)에 접속하여 서버(160)로부터 소정의 서비스를 제공받을 수 있는 기능을 포함하고, LTE 또는 WiFi 등 복수의 네트워크 서비스를 사용할 수 있는 디지털 기기로서, 웹 패드, 스마트 폰 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기라면 얼마든지 본 발명에 따른 사용자 단말 장치(110)로서 채택될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(160)는 이동통신 장비를 통해 사용자 단말 장치(110)와의 통신을 수행할 수 있는 정보 제공 장치일 수 있다. 이러한 서버(160)는, 예를 들면, 각종 웹 서버일 수 있고, 특히, 인터넷 포털 사이트의 운영 서버일 수도 있다. 서버(160)는 사용자 단말 장치(110)에 다양한 컨텐츠와 이와 연관된 정보를 인터넷(150)을 통해 제공할 수 있다.

도 1a를 참조하면, LTE 네트워크와 WiFi 네트워크를 모두 이용 가능한 사용자 단말 장치(110)가 LTE를 통하여 웹 브라우징(도 1a의 1점 쇄선 참조)과 동영상 서비스(도 1a의 점선 참조)를 이용하는 경우에 P-GW(130), S-GW(125), 및 eNB(120)를 통해 서버(160) 로부터 웹 브라우징 및 동영상과 관련된 데이터를 수신하거나 서버(160)로 서비스 요청 데이터를 송신한다.

이후 도 1b에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 장치(110)가 WiFi 네트워크 서비스 제공 가능한 지역으로 이동하거나 기타 사유로 인하여 동영상 서비스는 계속 LTE 네트워크를 통하여 제공받지만 웹 브라우징 서비스는 WiFi 네트워크를 통하여 제공받는 경우(도 1b의 1점 쇄선 참조), 즉 LTE 네트워크에서 WiFi 네트워크로 핸드오버되는 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, P-GW(130), ePDG(145), 및 AP/APC(140)를 통해 서버(160)로부터 웹 브라우징과 관련된 데이터를 수신하거나 서버(160)로 데이터를 송신한다. 즉, 이종 네트워크로 핸드오버되어 사용자 단말 장치(110)가 사용하는 액세스 기술이 변경됨에 따라 이동통신 장비도 변경될 수 있다.

두 가지 이상의 서로 다른 규격의 무선 신호, 즉 두 가지 이상의 액세스 네트워크(access network)에 동시에 접속하여 서비스를 제공 받을 수 있는 듀얼 모드를 지원하는 사용자 단말 장치(110) 상에서, 특정 서비스와 관련된 세션 및 서비스가 액세스 네트워크 간 자유롭게 이동하여 제공될 수 있다. 구체적으로 이동성 및 오프로딩(offloading)이 특정 서비스 아이피 플로우(IP flow) 단위로 이동됨으로써 서비스 제공의 유연성을 가질 수 있다. 따라서, 일부 IP 트래픽은 LTE 액세스를 경유하도록 하는 한편, 일부 IP 트래픽에 대해서는 WiFi를 경유하도록 할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 사용자 단말 장치를 통해 통화기능과 파일 다운로드 등의 여러 플로우를 동시에 사용하면서 이동 중 Wifi 네트워크를 인지하는 경우, 파일 다운로드 트래픽을 WLAN에 오프로딩 할 수 있으며, 이로써 트래픽 혼잡을 완화할 수 있다.

도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 이동통신 시스템의 이동통신 장비가 연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동통신 시스템의 이동통신 장비 각각은 라우터(200)를 통과하여 통신할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 라우터를 대체할 전달망으로서 MPLS(MultiProtocol Label Switching) 라우터 및 스위치 중 적어도 어느 하나를 통해 통신할 수도 있다.

보다 구체적으로, eNB(120)와 AP/APC(140)가 제1 라우터를 통과하도록, S-GW(125)와 ePDG(145)가 제2 라우터를 통과하도록, P-GW(130)와 서버(160)가 제3 라우터를 통과하도록 복수의 라우터들이 구비될 수 있으며, 제1 라우터와 제2라우터, 제2 라우터와 제3 라우터는 각각 코어 네트워크(210)를 통해 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 패킷의 송수신을 관리하기 위한 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 사용자 단말 장치(110), eNB(120), S-GW(125), P-GW(130), AP/APC, ePDG(145), 라우터(200), 서로 다른 라우터를 연결하는 복수의 노드들(250), 경로 제어기(400), 인터넷(150) 및 서버(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 사용자 단말 장치(110), eNB(120), S-GW(125), P-GW(130), AP/APC, ePDG(145), 라우터(200), 인터넷(150) 및 서버(160)는 앞서 설명하였으므로 이에 대한 구체적은 설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 제어기(400)는 이동통신 장비로부터 송신 노드와 착신 노드 사이의 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 송신 노드와 착신 노드 사이에 IP 패킷이 경유하게 될 노드(라우터)들을 결정하고, 결정된 노드로 구성된 경로 정보에 대응하는 세그먼트 값을 이동통신 장비(일반적으로 송신 노드)로 송신하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 경로 제어기(400)의 구성과 기능에 관하여는 아래의 상세한 설명을 통하여 자세하게 알아보기로 한다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나 경로 제어기(400)는 통신망을 통해 이동통신 장비와 통신할 수 있다. 상기 통신망은 유선 또는 무선 통신의 양태로 구성될 수 있으며 WAN(Wide Area Network), LAN(Local Area Network), 이동 통신망, 인공 위성 통신망 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communications), LTE(Long Term Evolution) 등의 기술에 의하여 구현되는 무선 통신망을 포함할 수도 있다. 그러나, 통신망은, 굳이 이에 국한될 필요 없이, 공지의 유무선 데이터 통신망, 공지의 전화망 또는 공지의 유무선 텔레비전 통신망을 그 적어도 일부에 있어서 포함할 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 장치(110)와 인터넷(150)이 LTE 네트워크를 통하여 연결된 경우 eNB(120)와 S-GW(125), 그리고 S-GW(125)와 P-GW(130) 간에 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 연결이 형성될 수 있다. 상기 GTP 연결은 ECMP(Equal-cost multi-path routing, 등가 다중 경로) 라우팅 방식 또는 세그먼트 라우팅 방식 중 어느 하나를 이용한 것일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른, 이종 네트워크에 따른 서비스 제공에 사용되는 이동통신 장비들은 동일한 라우터에 연결되며, IP 패킷은 소정의 경로를 형성하는 노드를 따라 어느 하나의 이동통신 장비로부터 다른 이동통신 장비로 전달될 수 있다.

경로 제어기의 구성

이하에서는, 본 발명에 따른 경로 제어기(400)의 내부 구성과 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 제어기(400)의 내부 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 제어기(400)는 데이터 전달 경로 저장부(410), 데이터 전달 경로 설정부(420), 통신부(430) 및 제어부(440)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 전달 경로 저장부(410), 데이터 전달 경로 설정부(420), 통신부(430) 및 제어부(440)는 그 중 적어도 일부가 사용자 단말 장치(110)나 eNB(120), S-GW(125), P-GW(130), AP/APC(140), ePDG(145)와 통신하는 프로그램 모듈일 수 있다.　 이러한 프로그램 모듈은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 또는 기타 프로그램 모듈의 형태로 경로 제어기(400)에 포함될 수 있고, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치에 저장될 수 있다.　 또한, 이러한 프로그램 모듈은 경로 제어기(400)와 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다.　 한편, 이러한 프로그램 모듈은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전달 경로 저장부(410)는 IP 패킷이 전달되는 경로, 보다 구체적으로, IP 패킷이 경유하게 되는 이동통신 장비에 대한 정보, IP 패킷이 경유하는 것으로서 이동통신 장비 사이를 연결하는 노드들에 대한 정보, 상기 노드들의 세그먼트 값 등에 대한 정보를 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 반대로, 인터넷(150)으로부터의 패킷이 사용자 단말 장치(110)로 전달되는 경로에 대한 정보 또한 저장하게 될 것임은 당업자에게 자명하다.

도 3을 참조로 하여 상세하게 설명하면, LTE 네트워크 내에서 사용자 단말 장치(110)가 인터넷(160)의 IP 주소를 목적지로 하여 패킷을 eNB(120)로 전송하면, eNB(120)는 사용자 단말 장치(110)가 보낸 패킷에 IP 헤더(목적지 IP가 S-GW인 정보를 포함함)를 추가한 패킷을 S-GW(125)로 전송한다. 한편, eNB(120)와 S-GW(125) 사이에 복수의 노드들(250)을 포함하는 라우팅 망이 존재하는 바, IP 패킷은 소정의 경로를 형성하는 노드들을 거쳐 S-GW(125)에 도착할 수 있다.

이동통신 장비 간, 가령 eNB(120)와 S-GW(125)간 IP 패킷이 전달되는 과정은 도 7을 참조로 하여 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 이동통신 장비 간 IP 패킷이 전달되는 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 패킷을 전달하기 전에 출발지에서 목적지까지의 경로를 설정한 후에 설정된 경로 정보를 패킷 헤더에 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 복수의 노드들(700)에 의해 생성될 수 있는 복수의 경로들 중 송신자의 정책에 따라 최적의 경로가 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 노드 A는 패킷을 노드 Z에게 전송하기 전에 패킷에 경로 정보를 추가하여 노드 B, C, O, P를 경유하여 노드 Z로 전달되도록 할 수 있다. 이때 9101는 노드 B, 9105는 노드 C, 9107는 노드 O, 9103는 노드 P, 그리고 9105는 노드 Z를 나타내는 세그먼트 값이다.

본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 방법으로 eNB(120)로부터 S-GW(125)까지 패킷이 전달될 수 있다.

다음으로, S-GW(125)는 목적지 IP가 P-GW(130)가 되도록 IP 헤더를 수정한 후, 수정된 패킷을 P-GW(130)로 전송하며, P-GW(130)는 IP 헤더가 제거된 것으로서 사용자 단말 장치(110)가 eNB(120)로 전송했던 패킷을 서버(150)로 전송한다(도 3의 점선 참고). 한편, S-GW(125)와 P-GW(130) 사이에도 복수의 노드들을 포함하는 라우팅 망이 존재하며, 따라서 eNB(120)로부터 S-GW(125)까지 패킷이 전달된 바와 같이 복수의 노드들로 구성된 소정의 경로를 따라 패킷이 전달될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전달 경로 설정부(420)는 이동통신 장비로부터 송신 노드와 착신 노드 사이의 노드 경로 설정 요구 메시지를 획득하면, 상술한 바와 같은 방식에 따라 패킷이 전달될 수 있도록, 송신 노드와 라우터(200), 라우터(200)와 착신 노드 사이에 IP 패킷이 경유하게 될 노드를 설정하고, 설정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 이동통신 장비로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 데이터 전달 경로 설정부(420)는 데이터 패킷 발신 및 목적지의 IP 주소, 포트 번호, 프로토콜을 표시하는 5-tuple 정보 및 P-GW IP 주소 정보를 획득하고, 획득한 정보를 참조로 하여 IP 패킷이 경유하게 될 노드 경로를 설정할 수 있다.

한편, 데이터 전달 경로 설정부(420)는 노드 경로 설정 요청 메시지가 핸드오버에 따른 것인 경우, 데이터 전달 경로 저장부(410)로부터 핸드오버 요구 이전의 패킷 전달 경로를 형성하는 노드들에 대한 정보를 획득하는 기능도 수행할 수 있다.

상세하게 설명하면, LTE 네트워크를 사용하던 사용자 단말 장치(110)가 WiFi 네트워크 서비스 제공 가능한 지역으로 이동하거나 기타 사유로 인하여 웹 브라우징 서비스를 WiFi 네트워크를 통하여 제공받는 경우, 데이터 전달 경로 설정부(420)는 이동통신 장비로부터 이종 네트워크로의 핸드오버 요구를 나타내는 핸드오버 요구 메시지를 수신 받게 된다.

이후 데이터 전달 경로 설정부(420)는 핸드오버 요구 메시지를 수신하면, 데이터 전달 경로 저장부(410)로부터 핸드오버 요구 이전의 패킷 전달 경로를 형성하는 노드들에 대한 정보(노드들의 세그먼트 값), 가령 도 3의 점선으로 표시된 경로에 대한 정보로서 LTE 네트워크 내에서의 패킷의 이동 경로에 대한 정보를 획득한다.

데이터 전달 경로 설정부(420)는 핸드오버 요구 이전의 패킷 전달 경로를 참조로 하여 이종 네트워크 상에서 패킷이 이동할 경로를 설정하며, 특히 핸드오버 됨에 따라 패킷이 거치게 되는 이동통신 장비가 변경되더라도, 이동통신 장비 각각을 연결하는 라우팅 망 내에서의 경로, 즉 패킷이 거치게 되는 노드들은 핸드오버 이전과 동일하도록 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드오버된 후의 데이터 전달 경로를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 1점 쇄선이 핸드오버 이전의 데이터 전달 경로인 것으로 할 때, 도 5에 도시된 1점 쇄선은 핸드오버 이후의 데이터 전달 경로를 나타내는 것일 수 있다. 도 5를 참조로 하면, 우선 LTE 네트워크에서 WiFi 네트워크로 핸드오버됨에 따라, 패킷이 거치는 이동통신 장비가 'eNB(120) <-> S-GW(125) <-> P-GW(130)'에서 'AP/APC(140) <-> ePDG(145) <-> P-GW(130)'로 변경된다. 다만, 도 5에 도시된 바와 같이, 패킷을 전달하는 이동통신 장비는 변경되더라도 이동통신 장비 각각을 연결하는 라우터 망 내의 패킷 전달 경로는 핸드오버 이전과 이후가 동일할 수 있다. 데이터 전달 경로 설정부(420)는 핸드오버 이전에 사용된 노드들에 대응하는 세그먼트 값을 AP/APC(140), ePDG(145) 또는 P-GW(130)으로 전달할 수 있다.

도 8은 종래기술에 따라 LTE 네트워크 내에서 패킷이 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

종래 LTE 망에서는 GTP 터널을 사용하여 데이터의 송수신이 이루어 졌으며, GTP 터널을 사용하는 경우, 사용자 단말 장치(810)가 보낸 IP 패킷은 목적지의 IP 주소 값에 상관없이 항상 eNB(820)를 통해 P-GW(830)까지 전송이 된다. 구체적으로, eNB(820) - S-GW(825) 구간에서 eNB(820)는 사용자 단말 장치(810)가 보낸 패킷에 GTP 헤더를 추가하며, 이때 GTP 헤더의 송신측 IP는 eNB(820), 수신측 IP는 S-GW(825)가 된다. 다음으로, S-GW(825) - P-GW(830) 구간에서 S-GW(825)는 eNB(820)가 보낸 GTP 헤더를 제거하고 다시 자신의 GTP 헤더를 추가하며, 이때 GTP 헤더의 송신측 IP는 S-GW(825), 수신측 IP는 P-GW(830)가 된다. 마지막으로, P-GW(830) - Internet(840) 구간에서 P-GW(830)는 GTP 헤더를 제거하고 사용자 단말 장치가 생성한 원래 패킷을 인터넷(840)으로 전송한다. 반대로 인터넷(840)에서 P-GW(830)로 패킷이 들어온 경우도 P-GW(830)와 S-GW(825)간에 GTP 터널, S-GW(825)와 eNB(820)간에 GTP 터널을 거쳐 사용자 단말 장치(810)로 패킷이 전달된다. 한편, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나, Wifi 서비스를 제공하는 이동통신 장비들(AP/APC, ePDG) 역시 터널링 기술을 이용하여 연결될 수 있다.

이러한 종래기술의 경우, 이동통신 장비들은 전달망 위에 위치하며 하부 전달망의 구성과 IP 패킷이 전달되는 경로에 대한 정보를 알지 못하므로, 핸드오버가 발생할 때마다 전달 경로를 재설정 해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 서로 다른 네트워크 서비스를 제공하는 이동통신 장비들, 가령 LTE 서비스를 제공하는 이동통신 장비들이 소정의 코어 네트워크를 통해 연결되고, Wifi 서비스를 제공하는 이동통신 장비들이 상기 소정의 코어 네트워크와 다른 코어 네트워크에 연결된 경우, 핸드오버 시 데이터가 유실될 가능성이 높은 문제가 있다.

이와 다르게, 본 발명에 따르면 서로 다른 네트워크 서비스를 제공하는 이동통신 장비들, 즉 LTE 서비스를 제공하는 이동통신 장비와 Wifi 서비스를 제공하는 이동통신 장비가 소정의 라우터에 연결되며, 패킷이 라우터와 라우터 사이로 전달됨에 있어서 상술한 세그먼트 라우팅 방식에 따라 전달되도록 제어함으로써 IP 플로우 이동성을 효과적으로 지원할 수 있다. 특히, 이종 네트워크로 핸드오버 되더라도 기존 경로를 재사용함으로써 경로 재설정 절차를 생략하여, 핸드오버에 의한 지연을 현저히 줄일 수 있으며, 핸드오버에 따른 데이터 유실율 또한 낮출 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(430)는 데이터 전달 경로 저장부(410), 데이터 전달 경로 설정부(420)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(440)는 데이터 전달 경로 저장부(410), 데이터 전달 경로 설정부(420) 및 통신부(430) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(440)는 경로 제어기(400)의 외부로부터의/로의 데이터 흐름 또는 경로 제어기(400)의 각 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어함으로써, 데이터 전달 경로 저장부(410), 데이터 전달 경로 설정부(420) 및 통신부(430)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 수행되는 주요 처리 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.

단계 S600에서는, 이동통신 장비가 경로 제어기로 패킷이 전달될 경로 설정을 요청하는 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 경로 설정 요청 메시지를 송신하는 이동통신 장비는 사용자 단말 장치, eNB, AP/APC, S-GW, ePDG, 및 P-GW 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

경로 제어기가 단계 S610에서 경로 설정 요청 메시지를 수신하면, 단계 S620에서 수신된 경로 설정 요청 메시지가 핸드오버를 요청하는 메시지인지 판단할 수 있다.

단계 S620에서 "예"라는 결과가 나오면, 단계 S640에서는 핸드오버 요청 이전에 사용된 노드 경로 정보, 즉 세그먼트 값을 획득하고, 데이터 발신 및 목적지의 IP 주소, 포트 번호, 프로토콜을 표시하는 5-tuple 정보 및 P-GW IP 주소 정보를 참조로 하여 IP 패킷이 거치게 될 경로를 생성하고, 상기 경로에 대응하는 노드의 세그먼트 값에 대한 정보를 이동통신 장비로 전송할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 요청에 따른 세그먼트 값에 대한 정보는 핸드오버 이전에 사용된 세그먼트 값과 동일할 수 있다.

한편, 단계 S620에서 "아니오"라는 결과가 나오면, 즉 최초의 경로 설정 요청 메시지인 것으로 판단되면, 데이터 패킷 발신 및 목적지의 IP 주소, 포트 번호, 프로토콜을 표시하는 5-tuple 정보 및 P-GW IP 주소 정보를 참조로 하여 IP 패킷이 거치게 될 경로를 생성하고, 상기 경로에 대응하는 노드의 세그먼트 값에 대한 정보를 이동통신 장비로 전달할 수 있다.

단계 S650에서 이동통신 장비가 경로 제어기로부터 패킷 전달 경로에 대한 정보, 즉 각각의 노드에 대한 세그먼트 값을 전달받으면, 패킷에 상기 세그먼트 값에 대한 정보를 추가하고, 단계 S660에서 새로운 정보가 추가된 패킷을 다음 노드로 송신할 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110: 사용자 단말 장치
120: 기지국(eNB; evolved Node B)
125: 서빙 게이트웨이(S-GW; Serving Gateway)
130: PDN-게이트웨이(P-GW; PDN-Gateway)
140: AP/APC(Access Point/Access Point Controller)
145: ePDG(enhanced Packet Data Gateway)
150: 서버
200: 라우터
210: 코어 네트워크
250: 라우팅 세그먼트
400: 경로 제어기
410: 데이터 전달 경로 저장부
420: 데이터 전달 경로 생성부
430: 통신부
440: 제어부

Claims

이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서 아이피 패킷을 전송하기 위한 것으로서,
복수의 이동통신 장비 중 어느 하나로부터 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 상기 아이피 패킷이 상기 복수의 이동통신 장비 사이를 이동하기 위해 경유하게 될 노드를 결정 - 상기 복수의 이동통신 장비는 상기 복수의 이동통신 장비 간 상기 아이피 패킷이 전달될 수 있도록 하는 라우터와 연결되며, 상기 라우터 사이에는 상기 아이피 패킷을 전달하는 복수의 노드들이 구비되고, 상기 복수의 노드들 중 상기 결정된 노드들에 의해 상기 데이터 경로가 설정됨 - 하고, 상기 결정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 상기 데이터 경로 설정 요구 메시지를 송신한 이동통신 장비로 전달하는 데이터 전달 경로 설정부;
를 포함하는 경로 제어기.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전달 경로 설정부에서 결정한 것으로서, 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드에 대한 정보를 획득하여 저장하는 데이터 전달 경로 저장부;
를 더 포함하는 경로 제어기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 이동통신 장비는 제1 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비 및 제2 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비를 포함하며,
상기 제1 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비가 eNB 및 S-GW를 포함하고, 상기 제2 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비가 AP/APC 및 ePDG를 포함할 때,
상기 eNB 및 상기 AP/APC는 제1 라우터에, 상기 S-GW와 상기 ePDG는 제2 라우터에 연결되는 것을 특징으로 하는 경로 제어기.
제3항에 있어서,
상기 데이터 전달 경로 설정부는,
상기 제1 네트워크 상에서 제공되는 이동통신 서비스를 위한 상기 eNB로부터 상기 S-GW까지의 데이터 경로와, 상기 제2 네트워크 상에서 제공되는 이동통신 서비스를 위한 상기 AP/APC로부터 상기 ePDG까지의 데이터 경로가 동일하도록 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 경로 제어기.
제3항에 있어서,
상기 데이터 전달 경로 설정부는,
상기 데이터 경로 설정 요구 메시지가 상기 제1 네트워크에서 상기 제2 네트워크로의 핸드오버에 의한 것인 경우,
상기 데이터 전달 경로 저장부로부터 상기 제1 네트워크 상에서 사용된 노드에 대한 정보를 획득하여, 상기 제1 네트워크 상에서 사용된 노드를 상기 제2 네트워크 상에서 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드로서 결정하는 것을 특징으로 하는 경로 제어기.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전달 경로 설정부는,
데이터 발신 IP 주소, 데이터 착신 IP 주소, 포트 번호, 5- tuple 정보 및 P-GW IP 주소 정보를 참조로 하여 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 경로 제어기.
제6항에 있어서,
상기 데이터 전달 경로 설정부는,
이동통신 서비스의 특성 또는 네트워크 상태 중 적어도 어느 하나를 참조로 하여 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 경로 제어기.
이종 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서 아이피 패킷을 전송하기 위한 방법으로서,
(a) 복수의 이동통신 장비 중 어느 하나로부터 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하는 단계;
(b) 상기 데이터 경로 설정 요구 메세지를 수신하면, 상기 복수의 이동통신 장비 사이에 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정 - 상기 복수의 이동통신 장비는 상기 복수의 이동통신 장비 간 상기 아이피 패킷이 전달될 수 있도록 하는 라우터와 연결되며, 상기 라우터 사이에는 상기 아이피 패킷을 전달하는 복수의 노드들이 구비되고, 상기 복수의 노드들 중 상기 결정된 노드들에 의해 상기 데이터 경로가 설정됨 - 하는 단계; 및
(c) 상기 결정된 노드에 대응하는 세그먼트 값을 상기 데이터 경로 설정 요구 메시지를 송신한 이동통신 장비로 전달하는 단계;
를 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 복수의 이동통신 장비는 제1 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비 및 제2 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비를 포함하며,
상기 제1 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비가 eNB 및 S-GW를 포함하고, 상기 제2 네트워크 상에서 사용되는 이동통신 장비가 AP/APC 및 ePDG를 포함할 때,
상기 eNB 및 상기 AP/APC는 제1 라우터에, 상기 S-GW와 상기 ePDG는 제2 라우터에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 데이터 경로 설정 요구 메시지가 상기 제1 네트워크에서 상기 제2 네트워크로의 핸드오버에 의한 것인 경우,
상기 제1 네트워크 상에서 사용된 노드를 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드로 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
이동통신 서비스의 특성 또는 네트워크 상태 중 적어도 어느 하나를 참조로 하여 상기 아이피 패킷이 경유하게 될 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 데이터 경로가 진행하는 방향은, 상기 아이피 패킷이 사용자 단말 장치로부터 서버로 전달되는 방향 또는 상기 아이피 패킷이 상기 서버로부터 상기 사용자 단말 장치로부터 전달되는 방향 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.