KR20180049001A - 통신 네트워크들에서의 향상된 이웃 발견 - Google Patents

Abstract

본 출원은 주소 공간을 할당하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 네트워크 상에서 라우터를 찾는 단계를 수행하도록 구성된 프로세서에 동작가능하게 결합된 비일시적 메모리를 포함한다. 프로세서는 또한 주소 공간을 예약하기 위해 주소 할당 플래그를 포함하는 라우터 요청 메시지를 라우터에 보내는 단계를 수행한다. 프로세서는 또한 라우터 요청 메시지에 기반하여 주소 공간 옵션을 포함하는 라우터 광고 메시지를 수신하는 단계를 수행한다. 또한, 프로세서는 라우터 광고에서 제공된 주소 공간을 저장하는 단계를 수행한다. 또한, 본 출원은 라우터들 사이의 주소 공간을 통신하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치에 관한 것이다. 본 출원은 또한 배정된 IP 주소 공간을 재할당하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치에 관한 것이다. 본 출원은 또한 라우터에 노드를 등록하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

통신 네트워크들에서의 향상된 이웃 발견

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2015년 9월 3일자로 출원된 미국 가출원 제62/213,761호의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 출원은 사물 인터넷(IoT)과 같은 통신 네트워크들에서의 이웃 발견을 위한 향상된 프로토콜들 및 시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 대규모 네트워크 전개들에서의 향상된 이웃 발견 프로토콜들 및 아키텍처에 관한 것이다.

IPv6 ND 프로토콜들은 링크 로컬 멀티캐스트(link local multicast)의 이용이 유니캐스트와 동일한 안정성 및 네트워크 비용을 갖는 시점에 설계되었다. 이에 따라, 디바이스들은 항상 켜져 있고 연결되어 있었다.

더 최근에는, 네트워크 다이내믹스가 무선 네트워크들 및 배터리 구동 디바이스들의 이용을 포함하도록 변경되었다. 그 결과, 이러한 디바이스들은 항상 켜져 있는 것은 아니며 또한 연결되어 있는 것도 아니다. 그러나, 주소들이 로컬 링크 내에서 고유한지 검증하려면 중복 주소 검출(Duplicate Address Detection: DAD) 또는 DHCPv6 메시지들이 여전히 필요하다.

과거의 개선사항들은 주로 라우터 인터페이스에 대한 종단 노드에 중점을 두었다. 동작에 있어서, 6LoWPAN들은 많은 수의(예를 들어, 15개보다 많은) LLN 홉들에 걸쳐 연결된 많은 수의(예를 들어, 5,000개의) 노드들을 지원할 수 있다. 이러한 프로토콜들은 경계 라우터 또는 DHCPv6 서버 주변에서 중앙집중화된다. 그 결과, 네트워크에서의 다수의 노드들에 대해 다중의 홉들을 전개할 때 이웃 발견 프로토콜들에 의해 많은 양의 제어 트래픽이 도입된다. 네트워크에서의 각각의 홉에 대해, 한 쌍의 DAR/DAC 또는 요청/응답 메시지들이 필요한다. DAD가 중복 주소를 검출하면, 새로운 주소에 대해 프로세스가 반복된다. 이 프로세스는 많은 수의 홉들에 대해 DAD 또는 DHCPv6을 수행할 때 메시징 오버헤드가 높아지고 대기시간이 길어진다.

본 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 단순화된 형태로 개념들의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 주제의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 앞서 언급된 요구사항들의 상당 부분이 관련된 본 출원에 의해 충족된다.

본 출원의 일 양태에서, 주소 공간을 할당하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치 및 컴퓨터에 의해 구현되는 방법이 설명된다. 이 장치는 주소 공간을 할당하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리를 포함한다. 이 장치는 또한 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 네트워크 상에서 라우터를 찾는(locate) 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 주소 공간을 예약하기 위해 라우터에 주소 할당 플래그를 포함하는 라우터 요청 메시지를 보내는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 라우터 요청 메시지에 기반하여 주소 공간 옵션을 포함하는 라우터 광고 메시지를 수신하는 단계를 수행하도록 구성된다. 또한, 프로세서는 라우터 광고에서 제공된 주소 공간을 저장하는 단계를 수행하도록 구성된다.

본 출원의 다른 양태에서, 라우터들 사이의 주소 공간을 통신하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치 및 컴퓨터에 의해 구현되는 방법이 설명된다. 이 장치는 라우터들 사이의 주소 공간을 통신하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리를 포함한다. 이 장치는 또한 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다른 라우터로부터 주소 공간 옵션을 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 IP 주소 및 주소 공간 옵션을 포함하는 라우터로부터의 정보를 메모리에 저장하는 단계를 또한 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 주소 공간 옵션을 포함하는 메시지를 다른 라우터에 보내는 단계를 수행하도록 구성된다.

본 출원의 또 다른 양태에서, 배정된 IP 주소 공간을 재할당하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치 및 컴퓨터에 의해 구현되는 방법이 설명된다. 이 장치는 배정된 IP 주소 공간을 재할당하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리를 포함한다. 이 장치는 또한 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 이전에 할당된 주소 공간의 범위를 포함한 주소 공간 옵션을 포함하는 광고 업데이트 메시지를 라우터로부터 수신하는 단계를 수행하도록 구성된다. 또한, 프로세서는 주소가 주소 공간 옵션에서 지정된 범위를 충족시키는지 보기 위해 메모리를 체크하는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 이전에 할당된 주소 공간의 범위를 귀환시키는 것에 관한 정보를 갖는 확인 메시지를 라우터에 보내는 단계를 수행하도록 구성된다.

추가 양태에서, 노드를 라우터에 등록하기 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 장치 및 컴퓨터에 의해 구현되는 방법이 설명된다. 이 장치는 노드를 라우터에 등록하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리를 포함한다. 이 장치는 또한 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 노드로부터 주소 요청을 갖는 메시지를 수신하는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 주소 할당 옵션을 이용하여 노드에 주소를 배정하는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 노드에 주소 등록 옵션 및 주소 할당 옵션을 포함하는 메시지를 보내는 단계를 수행하도록 구성된다. 프로세서는 또한 노드로부터 주소 등록 옵션 및 주소 할당 옵션을 포함하는 확인을 수신하는 단계를 수행하도록 구성된다.

따라서, 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있고, 관련 기술분야에 대한 본 기여가 더 잘 인식될 수 있도록, 본 발명의 특정한 실시예들을 다소 광범위하게 개략적으로 설명하였다.

본 출원의 보다 견고한 이해를 용이하게 하기 위해, 이제 유사한 요소들에 유사한 도면부호들이 이용되는 첨부된 도면들을 참조한다. 이들 도면들은 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며 단지 예시일 뿐이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 IPv6 이웃 발견의 개요를 도시한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 6LoWPAN 네트워크의 개요를 도시한다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 6LoWPAN 이웃 발견의 개요를 도시한다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 효율적인 이웃 발견의 개요를 도시한다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 DHCPv6의 개요를 도시한다.
도 6a는 본 출원의 일 실시예에 따른 M2M(machine-to-machine) 또는 IoT 통신 시스템을 도시한다.
도 6b는 본 출원에 일 실시예에 따른 M2M 서비스 플랫폼의 애플리케이션을 도시한다.
도 6c는 본 출원의 일 실시예에 따른 예시적인 M2M 디바이스의 시스템도의 애플리케이션을 도시한다.
도 6d는 본 출원의 일 실시예에 따른 예시적인 컴퓨팅 시스템의 블록도의 애플리케이션을 도시한다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따라 6LR들에 주소 공간을 배포하기 위한 6LoWPAN 경계 라우터(6LBR)에 대한 콜 흐름을 도시한다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 다른 실시예에 따라 이웃 라우터들에 주소 공간 정보를 배포하기 위한 6LR에 대한 콜 흐름을 도시한다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따라 6LR로부터 주소 공간을 귀환시키기 위한 6LBR에 대한 콜 흐름을 도시한다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 간소화된 이웃 발견(ND)에 대한 콜 흐름들을 도시한다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 콜 흐름들의 간소화된 ND 주소 등록을 도시한다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따라 NS 메시지를 이용하여 다중의 라우터들에의 주소 등록을 위한 콜 흐름을 도시한다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따라 등록 토큰 옵션(RTO)을 갖는 RS 메시지들을 이용하여 다중의 라우터들에의 주소 등록을 위한 콜 흐름을 도시한다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따라 RTO가 없는 RS 메시지들을 이용하여 다중의 주소를 등록하기 위한 콜 흐름을 도시한다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따라 NS 메시지들을 이용하여 6LN 이동성을 지원하기 위한 콜 흐름을 도시한다.
도 16a는 본 출원의 일 실시예에 따라 RS 메시지들을 이용하여 주소를 등록하기 위한 상태도를 도시한다.
도 16b는 본 출원의 일 실시예에 따라 NS 메시지들을 이용하여 주소를 등록하기 위한 상태도를 도시한다.
도 17은 본 출원의 다른 실시예에 따른 그래픽 이용자 인터페이스를 도시한다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 라우터 요청 메시지를 도시한다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 따른 라우터 광고 메시지를 도시한다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 이웃 요청 메시지를 도시한다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 따른 이웃 광고 메시지를 도시한다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 광고 업데이트 메시지를 도시한다.
도 23은 본 출원의 일 실시예에 따른 확인 업데이트 메시지를 도시한다.
도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 라우터 확인 메시지를 도시한다.
도 25는 본 출원의 일 실시예에 따른 다중의 등록 광고 메시지를 도시한다.

예시적인 실시예의 상세한 설명은 본 명세서의 다양한 도면들, 실시예들 및 양태들을 참조하여 논의될 것이다. 이 설명이 가능한 구현들에 대한 상세한 예들을 제공하기는 하지만, 이러한 상세한 사항들은 예들로 의도되었으므로 본 출원의 범위를 제한하지 않는다는 것에 유의해야 한다.

본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "하나 이상의 실시예", "양태" 등에 대한 참조는 그 실시예와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 본 개시 내용의 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 더욱이, 본 명세서의 다양한 곳들에서의 용어 "실시예"는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니다. 즉, 몇몇 실시예들에 의해서는 드러나지만 기타 실시예들에 의해서는 그렇지 않을 수 있는 다양한 특징들이 설명된다.

일반적으로, 본 출원은 대규모 네트워크에서의 이웃 발견(ND) 절차들에 관한 것이다. 특히, 대규모 네트워크 전개들에서 확장성 문제를 해결하기 위해 6LoWPAN ND와 효율적인 ND 모두의 향상들에 관한 것이다. 본 출원은 6LR들이 DAD를 위해 6LBR과 협의할 필요가 없이 고유한 전역 IP 주소들을 할당할 수 있게 함으로써 멀티-홉 ND DAD의 오버헤드를 최소화하는 것을 목표로 한다. 각각의 6LR에는 6LN 등록 중에 주소를 할당하는 6LBR에 의해 6LoWPAN 내의 주소 공간이 할당된다. 또한, 6LR들은 이동성 사례들을 돕기 위해 할당된 주소 공간에서 서로 통신할 수 있다. 그 다음, 6LN들은 RS 또는 NS 메시지에 적합한 플래그를 설정하여 6LR로부터 주소를 요청할 수 있다. 6LR은 그 할당된 범위 내에서 주소를 배정하고 또한 이웃 라우터들에 대한 6LN의 다중의 등록들을 지원할 수 있다.

본 출원에 따르면, 주소 등록 요청은 RS 또는 NS 메시지 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 어느 경우에서든, 요청 노드에 주소가 배정된다. RS 및 NS 메시지들은 서로 독립적이며, 각각은 주소 등록을 지원하기 위해 다른 하나가 없이도 구현될 수 있다. NS 및 RS 메시지들은 최적화들 및 메시징 감소를 제공할 수 있으며 "효율적인 ND"가 원래 ND와 동작하는 방식과 유사한 혼합 모드 구성으로 기존의 기능과 함께 이용될 수 있다.

본 출원의 일 양태에 따르면, 아키텍처 및 프로토콜들은 라우터들에 대한 주소 공간 할당을 지원하도록 설명된다. 이 특징은 각각의 6LR이 종단 노드들, 즉 6LN들에 배정할 수 있는 전역 IP 주소들을 결정할 수 있도록 6LR들에 주소 공간을 할당하기 위한 능력을 6LBR에게 제공한다. 이는 6LBR 대신에 6LR들에 주소 결정을 분배하며 간소화된 주소 등록 절차의 일부로서 이용된다. 또한, 6LR들은 이동성을 지원하기 위해 자체 주소 공간을 다른 라우터들에게 통신할 수 있다.

본 출원의 다른 양태에 따르면, 아키텍처 및 프로토콜들은 ND 주소 등록을 간소화하도록 설명된다. 이는 DAD 없이 수행될 수 있다. 6LR들에 제공되는 할당된 주소 공간을 이용함으로써, 6LN들은 라우터 발견의 일부로서 주소를 요청할 수 있다. 따라서, 6LR들이 그 공간에 주소들을 배정하는 능력을 갖기 때문에 DAD를 수행할 필요가 없다. 일 실시예에서, 6LN들은 새로운 메시지 플래그들 및 옵션을 갖는 기존의 NS 메시지를 이용하여 주소 배정들을 요청할 수 있다.

본 출원의 또 다른 양태에 따르면, 아키텍처 및 프로토콜들은 다중의 라우터들에 대한 주소 등록들을 지원하도록 설명된다. 6LN들은 등록기관 6LR로부터 주소를 요청할 수 있다. 6LN들은 또한 등록기관 6LR이 등록을 이웃 6LR들로 확장시키는데 관심이 있음을 표시할 수 있다. 구체적으로, 등록기관 6LR은 6LN에 제공하는 동일한 주소 배정을 이웃 6LR들에 제공한다. 그 결과, 이중 라우팅 옵션들을 제공하기 위해 6LN이 동일한 주소를 가진 다중의 6LR들에 등록된다.

본 출원의 또 다른 양태에 따르면, 아키텍처 및 프로토콜들은 상이한 라우터들에 대한 다중의 주소 등록들을 지원하도록 설명된다. 6LN들은 새로운 옵션들을 갖는 RS 메시지들을 멀티캐스팅하여 다중의 6LR들에 등록할 수 있다. 여기서, 6LN들에는 상이한 라우터들로부터 상이한 주소들이 배정된다.

본 출원의 추가 양태에 따르면, 아키텍처 및 프로토콜들은 로컬 링크 내에서 노드 이동성을 지원하도록 설명된다. 즉, 라우터들은 노드의 등록을 체크하기 위해 서로 질의할 수 있다. 라우터들이 주소 공간 할당들을 서로 공유하므로, 등록기관 라우터는 이 절차를 지원하기 위해 접촉할 이웃 라우터에 대해 알고 있다.

정의들 및 약어들

아래의 표 1은 본 출원 전반에 걸쳐 일반적으로 이용되는 용어들 및 구들에 대한 정의들을 제공한다. 예를 들어, 호스트는 라우터가 아닌 임의의 노드이다. 인터페이스는 링크에의 노드의 연결(attachment)이다. 링크는 노드들이 네트워크 스택의 링크 계층에서 서로 통신할 수 있는 매체, 예를 들어 이더넷이다. 인터페이스에 대한 링크-계층 식별자는 이더넷 네트워크의 MAC 주소이다. 링크-로컬 주소는 동일한 링크 상의 이웃 노드들에 도달하는데 이용될 수 있는 링크 전용 범위를 갖는다. 이웃은 동일한 링크에 연결된 노드이다. 노드는 인터넷 프로토콜(IP)을 구현하는 디바이스이다. 또한, 프리픽스는 IPv6 주소의 초기 비트들이다. 라우터는 명시적으로 자신에게 주소지정되지 않은 IP 패킷들을 전달하는 노드이다.

서비스 계층은 네트워크 서비스 아키텍처 내의 기능 계층일 수 있다. 서비스 계층들은 통상적으로 HTTP, CoAP 또는 MQTT와 같은 애플리케이션 프로토콜 계층 위에 있으며 클라이언트 애플리케이션들에 부가가치 서비스들을 제공한다. 서비스 계층은 또한 예를 들어 제어 계층 및 전송/액세스 계층과 같은 더 하위의 리소스 계층에서 코어 네트워크들에 인터페이스를 제공한다. 서비스 계층은 서비스 정의, 서비스 런타임 인에이블먼트, 정책 관리, 액세스 제어 및 서비스 클러스터링을 포함하는 다중의 카테고리들의 (서비스) 능력들 또는 기능들을 지원한다. 최근에, 수 개의 산업 표준 기관들, 예를 들어 oneM2M은 M2M 유형들의 디바이스들 및 애플리케이션들을 인터넷/웹, 셀룰러, 기업 및 홈 네트워크들과 같은 전개들에 통합하는 것과 관련된 도전들을 해결하기 위해 M2M 서비스 계층들을 개발해 왔다. M2M 서비스 계층은 애플리케이션들 및/또는 다양한 디바이스들에게, CSE 또는 SCL이라고 지칭될 수 있는, 서비스 계층에 의해 지원되는, 앞서 언급된 능력들 또는 기능들의 모음 또는 세트에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 몇몇 예들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 다양한 애플리케이션들에 의해 보통 이용될 수 있는 보안, 과금, 데이터 관리, 디바이스 관리, 발견, 제공, 및 접속 관리를 포함한다. 이러한 능력들 또는 기능들은 M2M 서비스 계층에 의해 정의되는 메시지 포맷들, 리소스 구조들 및 리소스 표현들을 이용하는 API들을 통해 이러한 다양한 애플리케이션들에 이용가능하게 된다. CSE 또는 SCL은, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있으며 다양한 애플리케이션들 및/또는 디바이스들에 노출되어 이들이 이러한 능력들 또는 기능들을 이용하게 하는 (서비스) 능력들 또는 기능들(즉, 이러한 기능 엔티티들 간의 기능 인터페이스들)을 제공하는 기능 엔티티이다.

<표 1>

IPv6 ND 프로토콜들

원래 IPv6 ND 프로토콜은 호스트들 및 라우터들이 그 이웃들의 링크-계층 주소들을 결정할 수 있도록 정의되었다. 또한, 호스트들이 패킷들을 전달할 인근의 라우터들을 찾고 이웃들의 도달가능성을 검출하게 할 수 있다. ND 프로토콜들은 또한 상태 비보존 주소 자동구성(stateless address auto-configuration) 및 DAD에 대한 메커니즘들을 제공한다. 이러한 두 개의 프로토콜들의 조합이 본 출원에서 원래 ND 프로토콜이라고 지칭될 것이다. ND 프로토콜은 동일한 링크에 연결된 호스트들 간의 상호작용들에 중점을 둔다. 이러한 상호작용들의 주요 기능들 중 하나는 호스트들이 인근의 이웃들 및 라우터들을 발견하는 것이다. 이차 기능은 호스트들이 상태 비보존 방식으로 자체 주소를 구성하는 것이다.

라우터 발견 프로세스는 RS와 RA의 ICMP 메시지 쌍을 통해 이루어진다. 주기적으로, 네트워크 라우터들은, 이에 제한되지는 않는, 네트워크 프리픽스들, 홉 한계 및 링크 MTU를 포함하는 네트워크에 관한 정보를 포함하는 RA 메시지들을 멀티캐스팅한다. 또한, 호스트들에 주소 자동구성을 수행하는 방법을 알리기 위해 플래그들이 RA에 포함된다. 이는 DHCPv6 또는 상태 비보존 주소 자동구성(SLAAC)을 통해 수행될 수 있다. 이러한 RA 메시지들은 호스트들이 디폴트 라우터들의 리스트를 비교적 빨리 작성하게 할 수 있다. 호스트들은 또한 주기적인 RA 메시지들을 기다리지 않으려는 경우 RS 메시지들을 보내 유니캐스트 RA 메시지들을 즉시 요청할 수 있다.

유사하게, 호스트들은 NS와 NA를 포함하는 한 쌍의 ICMP 메시지들을 통해 이웃들을 발견할 수 있다. NS 메시지들은 호스트들이 그 이웃들의 링크-계층 주소를 결정하고 또한 주소 결정을 수행하길 원할 때 보내진다. RS 메시지들과 마찬가지로, NS 메시지들은 DAD에 이용되는 목표로 한 주소를 포함하며 네트워크의 노드들로 멀티캐스팅된다. 네트워크 내의 노드가 NS 메시지에서 찾은 목표로 한 주소를 이용중이면, NA 메시지는 주소가 고유하지 않음을 알리기 위해 DAD 동안에 요청 호스트에 회신된다. NA 메시지가 회신되지 않으면, 목표로 한 주소는 고유하며 호스트에 의해 이용될 수 있다.

도 1은 호스트가 자동구성 자체를 거치는 단계들의 프로토콜 개요를 도시한다. 링크-로컬 주소는 링크-로컬 프리픽스와 호스트의 인터페이스 식별자를 결합하여 생성되며, 그 결과의 주소가 NS 메시지로 보내진다. 이 메시지는 DAD를 수행하기 위해 링크에서의 노드들에 멀티캐스팅된다. NA 메시지가 회신되지 않으면, 호스트는 링크-로컬 주소를 자유롭게 이용하여 이를 인터페이스에 배정할 수 있다. 이때, 호스트는 그 이웃들과 IP 연결을 갖는다. NA 메시지가 회신되면, 주소는 고유하지 않으며, 호스트는 수동 구성이나 몇몇 다른 메커니즘을 통해 새로운 링크-로컬 주소를 구성해야 한다.

호스트가 그 링크-로컬 주소를 획득한 후, 라우터 발견을 수행하여 모든 이웃 라우터들을 찾는다. 인근의 라우터들로부터 RA 응답을 신속하게 획득하기 위해 RS 메시지를 보낼 수 있다. 대안적으로, 호스트는 라우터들이 보내는 주기적인 RA 메시지들을 기다릴 수 있다. RA 메시지들은, 이에 제한되지는 않는, 프리픽스 정보 옵션들(PIO), MTU 값, 주소 구성 M 및 O 플래그들을 포함하는 네트워크 구성들에 관한 중요한 파라미터들을 포함한다. PIO 파라미터들은 주어진 프리픽스를 이용하여 전역 주소를 생성하기 위한 정보를 호스트들에 제공하며, M 및 O 플래그들은 DHCPv6이 호스트의 주소를 구성하는데 이용되어야 하는지 여부를 표시한다.

호스트가 RA 메시지 내에서 파라미터들을 수신하였으면, 전역 주소를 획득하도록 진행될 수 있다. DHCPv6이 구성된 경우, DHCPv6 서버로부터 전역 주소를 요청한다. 그렇지 않으면, 호스트는 PIO 파라미터를 이용하여 그 전역 주소를 구성하고 생성된 주소에 대해 DAD를 수행하여 그것이 고유한 주소인지 확인한다. 도 1에 개략적으로 설명된 절차가 라우터 발견 이전에 발생하는 링크-로컬 주소 결정의 DAD를 보여주지만, 이 절차는 임의의 순서로 수행될 수 있다. 전역 주소 결정은 라우터 발견 이후에 발생하며 RA 메시지에서의 정보에 의존한다.

6LoWPAN들은 단거리, 낮은 비트 레이트, 저전력 및 저비용으로 동작하는 디바이스들을 특징으로 한다. 이러한 디바이스들은 IEEE 802.15.4 표준을 따르며 일반적으로 사실상 제약을 받는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 6LoWPAN 네트워크들은 경계 라우터들(6LBR), 라우터들(6LR) 및 노드들(6LN)로 구성된다. 이 네트워크는 분리된 네트워크 또는 인터넷과 통합된 네트워크로 전개될 수 있다. 이 네트워크 내의 링크들은 신뢰할 수 없으며, 노드들은 오랜 시간 동안 슬립 상태일 수 있다. 이러한 네트워크들의 다양한 애플리케이션들은 산업 및 사무 자동화, 커넥티드 홈들, 농업 및 스마트 미터(smart meter)들을 포함하지만 이에 제한되지는 않으며 그래픽 이용자 인터페이스(GUI)를 통해 이용자가 보고 동작시킬 수 있다.

IETF RFC 6775는 6LoWPAN 네트워크들에서 이용하기 위해 최적화된 ND 프로토콜을 제공한다. 이 프로토콜은 6LoWPAN 네트워크들에서 동작하는 원래 ND에서 발생하는 문제들을 해결한다. 호스트와 라우터들 간의 멀티캐스트 NS 및 주기적인 RA 메시지들의 필요성은 호스트 개시 유니캐스트 메시지들로 대체된다. 그 결과, 멀티캐스트 기반 주소 결정은 호스트 개시 유니캐스트 주소 등록 및 새로운 멀티-홉 DAD 절차로 대체된다. 이러한 최적화들은 원래 ND에서의 멀티캐스트 DAD 중에 그 주소를 보호해야 하는 부담을 덜어줌으로써 네트워크 내의 슬립 노드들에 도움이 된다.

도 3은 6LoWPAN에 대한 최적화된 ND의 일반적인 개요를 보여준다. 링크-로컬 주소는 IETF RFC 4944에 따른 6LoWPAN 인터페이스에 할당된 고유한 EUI-64 식별자를 기반으로 6LN에 의해 구성된다. 이는 내부적으로 수행되며 EUI-64가 6LoWPAN 내에서 고유하므로 DAD를 필요로 하지 않는다. 그 다음, 6LN은 RS 메시지를 전송하여 디폴트 라우터들의 리스트를 획득하기 위해 라우터 발견을 수행한다. 이 메시지는 소스 링크-계층 주소 옵션(Source Link-Layer Address Option: SLLAO)을 갖는 모든 라우터들에 멀티캐스팅되므로, 라우터들은 이를 이용하여 유니캐스트 RA로 응답할 수 있다. SLLAO는 6LN의 링크-계층 주소이다. 이웃 라우터들이 이용가능하면, PIO, ABRO(Authoritative Border Router Option) 및 6LoWPAN 컨텍스트 옵션(6CO)과 같은 네트워크를 설명하는 다양한 옵션들을 포함하는 RA 메시지로 응답할 것이다. RA 메시지는 또한 주소를 구성하는 방법을 표시하는 플래그들을 포함하며 뒤따르는 주소 등록 절차를 트리거링한다.

6LN은 주소 등록 옵션(Address Registration Option: ARO) 및 SLLAO 옵션들을 모두 포함하는 유니캐스트 NS 메시지를 보내어 전역 주소 등록 절차를 개시한다. 주소가 처음으로 등록되기 때문에, 6LR은 6LBR로 DAD를 수행하여 전역 주소가 고유한지 확인한다. DAD 절차는 6LR에서 6LBR로 DAR 메시지를 보내는 것으로 구성되며, 6LoWPAN 내의 전역 주소들의 마스터 리스트를 유지한다. 이 DAR 메시지는 ARO 옵션으로부터의 정보를 포함하며 6LBR에 도달하기 전에 다중의 홉들을 경험할 수 있다. 6LBR은 주소가 고유한지 확인하면 그 주소가 고유하고 등록될 수 있는지 여부를 표시하는 DAC 메시지를 원래 6LR로 되돌려 보낸다. 그 주소가 고유하면, 6LR은 그 NCE에 주소를 추가하고 등록이 만료되기 전에 적합한 수명을 갖는 등록된 NCE로서 이를 분류한다. ARO 옵션을 이용하여 등록 요청의 상태를 표시하는 NA 메시지가 6LN으로 회신된다.

도 4는 "draft-chakrabarti-nordmark-6man-efficient-nd-07"에 설명된 바와 같이 효율적인 ND 네트워크의 특성들의 개요를 도시한다. "원래 ND"와 비교할 때, "효율적인 ND"는 멀티캐스트 NS 메시지와 RA 메시지를 모두 제거하지만 6LoWPAN ND와 유사한 멀티캐스트 RS 메시지들의 이용을 유지한다. 효율적인 ND에서는 두 개의 새로운 파라미터, 즉 IPv6 NEAR(ND-efficiency-aware Router)이 있는지 여부를 표시하는 "E" 플래그, 및 등록기관 주소 옵션을 지정하는 RAO 옵션이 RA 메시지에 추가된다. 이 옵션은 EAH(Efficiency-Aware Host)가 그 주소를 등록하는 네트워크 내의 NEAR 라우터들의 리스트를 제공한다. 또한, NEAR이 상태 손실을 경험할 때 재등록하도록 EAH들에게 신호를 보내기 위한 라우터 에포크가 제공된다. 이 파라미터는 NEAR들이 EAH들을 재등록함으로써 그 NCE 상태를 저장할 필요성을 최소화할 수 있게 한다. "E" 플래그의 포함은 효율적인 ND가 혼합 모드 구성으로 원래 ND와 공존할 수 있게 한다. 라우터가 플래그를 포함하지 않으면, 동작은 원래 ND로 디폴팅된다.

EAH가 새로운 RA 메시지를 수신하면, RAO에 제공된 모든 NEAR들에 그 주소들을 등록할 필요가 있다. NS 메시지는 EUI-64 이외의 DHCP 고유 식별자(DUID)와 같은 다른 고유 식별자들을 지원하도록 확장된 IETF RFC 4944에 소개된 ARO 옵션을 이용하여 NEAR에 유니캐스팅된다. 트랜잭션 ID는 또한 NEAR들이 패킷 손실로 인해 현재 등록 대 이전 등록을 구분하는 것을 돕기 위해 추가된다. NEAR은 EAH로부터 주소 등록 요청을 수신하면 위에서 개략적으로 설명한 절차들을 이용하여 DAD를 수행한다.

도 3 및 도 4의 콜 흐름들은 유사하며 현대 무선 네트워크들에서 제시된 문제들을 해결하려고 시도한 결과이다. 6LoWPAN ND는 6LoWPAN 링크들에 대해 원래 ND를 최적화하는 반면에, 효율적인 ND는 임의의 링크 유형의 네트워크들에 대해 원래 ND를 최적화한다. 이들 둘 다는 패킷 손실로 인한 무선 네트워크들의 손실 특성을 해결하고 또한 멀티캐스트 DAD를 제거하여 슬립 노드들을 지원한다.

DHCPv6은 DHCPv6 서버가 요청시 클라이언트들에게 전역 IP 주소를 할당하는 상태 보존 주소 자동구성(stateful address auto-configuration)을 제공한다. 도 5는 클라이언트와 서버 간의 메시지 교환의 개요를 도시한다. 요청 메시지는 DHCPv6 클라이언트에 의해 멀티캐스팅되어 링크 상에서 DHCPv6 서버들을 발견한다. 메시지 내에는, 트랜잭션 ID(TID), 클라이언트 ID(CID), 아이덴티티 관련(IA), 및 클라이언트가 서버로부터 요청하는 다른 옵션들이 있다. CID는 DHCPv6 서버가 클라이언트를 식별하는데 이용하는 고유 식별자이며, IA는 클라이언트 인터페이스에 관련시키는데 이용되는 식별자이다. 요청 메시지는 클라이언트의 링크-로컬 주소를 IP 헤더에서의 소스 주소로서 보내야 한다.

요청 메시지의 수신시, DHCPv6 서버는 광고 메시지를 준비하여 클라이언트에게 회신한다. DHCPv6 서버는 요청 메시지로부터 TID 및 CID를 복사하여 광고 메시지에 포함시키고 자체 서버 ID(SID)를 또한 추가한다. 요청 메시지에 제시된 옵션들에 기반하여, 서버는 요청된 옵션이 지원되는 경우 구성 파라미터들을 회신할 것이다. 또한, 파라미터들이 후속 응답 메시지에서 회신될 것이라는 것을 클라이언트에게 표시하기 위해 자체 옵션들을 추가할 수 있다. 광고 메시지는 클라이언트로부터 직접 수신되었거나 클라이언트에게 전달할 중계 에이전트에게 수신되었던 경우 클라이언트의 링크-로컬 주소로 회신된다.

클라이언트는 여러 DHCPv6 서버들로부터 광고 메시지들을 수신하고 회신된 옵션들에 기반하여 요청 메시지에 대한 서버를 선택할 것이다. 이 메시지에서, 클라이언트는 요청에 대한 TID, CID, IA 및 옵션들에 추가하여 SID를 추가한다. 클라이언트는 서버가 광고 메시지에 서버 유니캐스트 옵션을 포함하지 않은 경우 이 메시지를 서버에 멀티캐스팅할 것이다.

DHCPv6 서버는 유효한 요청 메시지를 수신할 때 클라이언트의 IA에 대한 바인딩을 생성하고 다른 구성 파라미터들과 함께 주소를 배정한다. 그 다음, TID, SID, CID, IA 및 옵션들을 이용하여 클라이언트에 대한 응답 메시지를 구성한다. 이때, 서버는 관리자에 의해 구성된 등록 수명 동안 제공된 주소의 이용을 클라이언트에게 커밋한다. 후속하여, 클라이언트는 응답 메시지를 수신한 후 DAD를 수행하여 메시지가 고유한지 확인해야 한다.

일반 아키텍처

도 6a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 M2M, 사물 인터넷(IoT) 또는 사물 웹(WoT) 통신 시스템(10)의 도면이다. 일반적으로, M2M 기술들은 IoT/WoT에 대한 구성 블록들을 제공하고, 임의의 M2M 디바이스, M2M 게이트웨이, M2M 서버, 또는 M2M 서비스 플랫폼은 IoT/WoT는 물론 IoT/WoT 서비스 계층 등의 구성요소 또는 노드일 수 있다. 도 7 내지 도 15 중 임의의 도면에서 언급된 디바이스들 중 임의의 디바이스는 도 6a 내지 도 6d에 도시된 것과 같은 통신 시스템의 노드를 포함할 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 통신 네트워크(12)를 포함한다. 통신 네트워크(12)는 고정 네트워크(예를 들어, 이더넷, 파이버, ISDN, PLC 등) 또는 무선 네트워크(예를 들어, WLAN, 셀룰러 등)일 수 있거나 또는 이종 네트워크들의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 방송 등과 같은 콘텐츠를 다중의 이용자들에게 제공하는 다중의 액세스 네트워크들로 이루어져 있을 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는 CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), OFDMA(orthogonal FDMA), SC-FDMA(single-carrier FDMA) 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방법을 이용할 수 있다. 또한, 통신 네트워크(12)는 예를 들어 코어 네트워크, 인터넷, 센서 네트워크, 산업 제어 네트워크, 개인 영역 네트워크, 융합형 개인 네트워크(fused personal network), 위성 네트워크, 홈 네트워크, 또는 기업 네트워크와 같은 다른 네트워크들을 포함할 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 인프라스트럭처 도메인 및 필드 도메인을 포함할 수 있다. 인프라스트럭처 도메인은 종단간 M2M 전개의 네트워크 측을 지칭하고, 필드 도메인은 보통 M2M 게이트웨이 후방에 있는 영역 네트워크들을 지칭한다. 필드 도메인 및 인프라스트럭처 도메인 둘 다는 각종의 상이한 네트워크 노드들(예컨대, 서버들, 게이트웨이들, 디바이스 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필드 도메인은 M2M 게이트웨이들(14) 및 디바이스들(18)을 포함할 수 있다. 임의의 수의 M2M 게이트웨이 디바이스들(14)과 M2M 디바이스들(18)이 원하는 대로 M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)에 포함될 수 있다는 점이 이해될 것이다. M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 디바이스들(18) 각각은, 통신 회로를 이용하여, 통신 네트워크(12) 또는 직접 무선 연결을 통해 신호들을 전송 및 수신하도록 구성되어 있다. M2M 게이트웨이(14)는 무선 M2M 디바이스들(예컨대, 셀룰러 및 비셀룰러)은 물론 고정 네트워크 M2M 디바이스들(예컨대, PLC)이 통신 네트워크(12)와 같은 오퍼레이터 네트워크들 또는 직접 무선 연결 중 어느 하나를 통해 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, M2M 디바이스들(18)은 데이터를 수집할 수 있고, 데이터를 통신 네트워크(12) 또는 직접 무선 연결을 통해 M2M 애플리케이션(20) 또는 다른 M2M 디바이스들(18)에 보낼 수 있다. M2M 디바이스들(18)은 또한 M2M 애플리케이션(20) 또는 M2M 디바이스(18)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 데이터 및 신호들은 이하 설명되는 바와 같이 M2M 서비스 계층(22)을 통해 M2M 애플리케이션(20)에 보내질 수 있고 그로부터 수신될 수 있다. M2M 디바이스들(18) 및 게이트웨이들(14)은, 예를 들어 셀룰러, WLAN, WPAN(예컨대, Zigbee, 6LoWPAN, Bluetooth), 직접 무선 연결, 및 유선을 포함하는 다양한 네트워크들을 통해 통신할 수 있다. 예시적인 M2M 디바이스들은 태블릿들, 스마트폰들, 의료 디바이스들, 온도 및 날씨 모니터들, 커넥티드 카(connected car)들, 스마트 미터들, 게임 콘솔들, PDA들, 건강 및 피트니스 모니터들, 전등들, 서모스탯들, 가전기기들, 차고문들 및 다른 액추에이터 기반 디바이스들, 보안 디바이스들, 및 스마트 아웃렛들을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

도 6b를 참조하면, 필드 도메인에서의 예시된 M2M 서비스 계층(22)은 M2M 애플리케이션(20), M2M 게이트웨이들(14), 및 M2M 디바이스들(18) 및 통신 네트워크(12)에 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22)이 원하는 대로 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이들(14), M2M 디바이스들(18), 및 통신 네트워크들(12)과 통신할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. M2M 서비스 계층(22)은 서버들, 컴퓨터들, 디바이스들 등을 포함할 수 있는, 네트워크의 하나 이상의 노드에 의해 구현될 수 있다. M2M 서비스 계층(22)은 M2M 디바이스들(18), M2M 게이트웨이들(14), 및 M2M 애플리케이션들(20)에 적용되는 서비스 능력들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22)의 기능들은 다양한 방식들로, 예를 들어, 웹 서버로서, 셀룰러 코어 네트워크에서, 클라우드에서 등으로 구현될 수 있다.

도시된 M2M 서비스 계층(22)과 유사하게, 인프라스트럭처 도메인에는 M2M 서비스 계층(22')이 존재한다. M2M 서비스 계층(22')은 인프라스트럭처 도메인에서 M2M 애플리케이션(20') 및 하위 통신 네트워크(12')에 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')은 또한 필드 도메인 내의 M2M 게이트웨이들(14) 및 M2M 디바이스들(18)에 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')이 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이들 및 M2M 디바이스들과 통신할 수 있다는 점을 이해할 것이다. M2M 서비스 계층(22')은 상이한 서비스 제공자에 의한 서비스 계층과 상호작용할 수 있다. M2M 서비스 계층(22')은 서버들, 컴퓨터들, 디바이스들, 가상 머신들(예컨대, 클라우드 컴퓨팅/스토리지 팜들 등) 등을 포함할 수 있는, 네트워크의 하나 이상의 노드에 의해 구현될 수 있다.

또한 도 6b를 참조하면, M2M 서비스 계층들(22 및 22')은 다양한 애플리케이션들 및 버티클들이 활용할 수 있는 서비스 전달 능력들의 코어 세트를 제공한다. 이러한 서비스 능력들은 M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 디바이스들과 상호작용할 수 있게 하고 데이터 수집, 데이터 분석, 디바이스 관리, 보안, 빌링, 서비스/디바이스 발견 등과 같은 기능들을 수행할 수 있게 한다. 본질적으로, 이러한 서비스 능력들은 이러한 기능들을 구현하는 애플리케이션들의 부담을 없애고, 따라서 애플리케이션 개발을 단순화하고 마케팅 비용 및 시간을 감소시킨다. 서비스 계층들(22 및 22')은 또한 M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 서비스 계층들(22 및 22')이 제공하는 서비스들과 관련하여 다양한 네트워크들(12 및 12')을 통해 통신할 수 있게 한다.

M2M 애플리케이션들(20 및 20')은, 제한되지 않는, 운송, 건강 및 웰빙(health and wellness), 커넥티드 홈, 에너지 관리, 자산 추적, 보안 및 감시와 같은 다양한 산업들에서의 애플리케이션들을 포함할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 시스템의 디바이스들, 게이트웨이들, 서버들 및 다른 노드들에 걸쳐 실행되는 M2M 서비스 계층은, 예를 들어, 데이터 수집, 디바이스 관리, 보안, 빌링, 위치 추적/지오펜싱, 디바이스/서비스 발견, 및 레거시 시스템들 통합과 같은 기능들을 지원하고, 이 기능들을 서비스들로서 M2M 애플리케이션들(20 및 20')에게 제공한다.

일반적으로, 도 6a 및 도 6b에 도시된 서비스 계층들(22 및 22')과 같은 서비스 계층은 네트워크 서비스 아키텍처 내의 기능 계층일 수 있다. 서비스 계층들은 통상적으로 HTTP, CoAP 또는 MQTT와 같은 애플리케이션 프로토콜 계층 위에 있으며 클라이언트 애플리케이션들에 부가가치 서비스들을 제공한다. 서비스 계층은 또한 예를 들어 제어 계층 및 전송/액세스 계층과 같은 더 하위의 리소스 계층에서 코어 네트워크들에 인터페이스를 제공한다. 서비스 계층은 서비스 정의, 서비스 런타임 인에이블먼트, 정책 관리, 액세스 제어 및 서비스 클러스터링을 포함하는 다수의 카테고리들의 (서비스) 능력들 또는 기능들을 지원한다. 최근에, 수 개의 산업 표준 기관들, 예를 들어 oneM2M은 M2M 유형들의 디바이스들 및 애플리케이션들을 인터넷/웹, 셀룰러, 기업 및 홈 네트워크들과 같은 전개들에 통합하는 것과 관련된 도전들을 해결하기 위해 M2M 서비스 계층들을 개발해 왔다. M2M 서비스 계층은 애플리케이션들 및/또는 다양한 디바이스들에게, CSE 또는 SCL이라고 지칭될 수 있는, 서비스 계층에 의해 지원되는, 앞서 언급된 능력들 또는 기능들의 모음 또는 세트에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 몇몇 예들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 다양한 애플리케이션들에 의해 흔히 이용될 수 있는 보안, 과금, 데이터 관리, 디바이스 관리, 발견, 제공, 및 접속 관리를 포함한다. 이러한 능력들 또는 기능들은 M2M 서비스 계층에 의해 정의되는 메시지 포맷들, 리소스 구조들 및 리소스 표현들을 이용하는 API들을 통해 이러한 다양한 애플리케이션들에 이용가능하게된다. CSE 또는 SCL은, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있으며 다양한 애플리케이션들 및/또는 디바이스들에 노출되어 이들이 이러한 능력들 또는 기능들을 이용하게 하는 (서비스) 능력들 또는 기능들(즉, 이러한 기능 엔티티들 간의 기능 인터페이스들)을 제공하는 기능 엔티티이다. 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 또한 MTC(machine-type communications)에 대한 아키텍처도 정의하였다. 그 아키텍처에서, 서비스 계층과, 서비스 계층이 제공하는 서비스 능력들이 서비스 능력 서버(Service Capability Server: SCS)의 일부로서 구현된다. ETSI M2M 아키텍처의 디바이스 SCL("DSCL"), 게이트웨이 SCL("GSCL"), 또는 네트워크 SCL("NSCL")에, 3GPP MTC 아키텍처의 서비스 능력 서버(SCS)에, oneM2M 아키텍처의 CSF 또는 CSE에, 또는 네트워크의 어떤 다른 노드에 구현되든 간에, 서비스 계층의 인스턴스는, 서버들, 컴퓨터들, 및 다른 컴퓨팅 디바이스들 또는 노드들을 포함하는, 네트워크 내의 하나 이상의 독립형 노드 상에서 실행되는 논리 엔티티(예컨대, 소프트웨어, 컴퓨터 실행가능한 명령어들 등)로서 또는 하나 이상의 기존의 노드의 일부로서 구현될 수 있다. 예로서, 서비스 계층 또는 그 구성요소의 인스턴스는 이하에 설명되는 도 6c 또는 도 6d에 도시된 일반적인 아키텍처를 갖는 네트워크 노드(예를 들어, 서버, 컴퓨터, 게이트웨이, 디바이스 등) 상에서 실행되는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 설명되는 방법들 및 기능들은 서비스들에 액세스하기 위해 서비스 지향 아키텍처(SOA) 및/또는 리소스 지향 아키텍처(ROA)를 이용하는 M2M 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다.

도 6c는 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같은 M2M 네트워크에서 M2M 서버, 게이트웨이, 디바이스 또는 다른 노드로서 동작할 수 있는 도 7 내지 도 15 중 임의의 도면에서의 단계들을 수행하는 라우터들 중 하나와 같이 네트워크의 노드의 예시적인 하드웨어/소프트웨어 아키텍처의 블록도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 노드(30)는 프로세서(32), 비이동식 메모리(44), 이동식 메모리(46), 스피커/마이크로폰(38), 키패드(40), 디스플레이, 터치패드, 및/또는 표시자들(42), 전원(48), 전역 포지셔닝 시스템(GPS) 칩셋(50), 및 다른 주변기기들(52)을 포함할 수 있다. 노드(30)는 또한 송수신기(34) 및 전송/수신 요소(36)와 같은 통신 회로를 포함할 수 있다. 노드(30)가 일 실시예와 부합한 채로 있으면서 전술한 요소들의 임의의 하위 조합을 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이 노드는 본 명세서에서 설명되는 시간 유연성 기능을 구현하는 노드일 수 있다.

프로세서(32)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 통상의 프로세서, DSP(digital signal processor), 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어, 제어기, 마이크로제어기, ASIC들(Application Specific Integrated Circuits), FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로들, 임의의 다른 유형의 IC(integrated circuit), 상태 머신과 관련되는 하나 이상의 마이크로프로세서 등일 수 있다. 일반적으로, 프로세서(32)는 노드의 다양한 필수 기능들을 수행하기 위해 노드의 메모리(예컨대, 메모리(44) 및/또는 메모리(46))에 저장된 컴퓨터 실행가능한 명령어들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입출력 처리, 및/또는 노드(30)가 무선 또는 유선 환경에서 동작할 수 있게 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 노드의 메모리에 저장되고 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 실행가능한 명령어들은 또한 노드가 전술한 도 10에 도시된 동작들을 수행하게 할 수 있다. 프로세서(32)는 애플리케이션 계층 프로그램들(예컨대, 브라우저들) 및/또는 RAN(radio access-layer) 프로그램들 및/또는 다른 통신 프로그램들을 실행할 수 있다. 프로세서(32)는 또한, 예를 들어, 액세스 계층 및/또는 애플리케이션 계층 등에서 인증, 보안 키 일치(security key agreement), 및/또는 암호 동작들과 같은 보안 동작들을 수행할 수 있다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 프로세서(32)는 그 통신 회로(예를 들어, 송수신기(34) 및 전송/수신 요소(36))에 결합된다. 프로세서(32)는, 컴퓨터 실행가능한 명령어들의 실행을 통해, 노드(30)로 하여금 그에 접속되어 있는 네트워크를 통해 다른 노드들과 통신하게 하기 위해 통신 회로를 제어할 수 있다. 상세하게는, 프로세서(32)는 본 명세서에서(예를 들어, 도 7 내지 도 15에서) 및 청구항들에서 설명되고 도시된 것들을 수행하기 위해 통신 회로를 제어할 수 있다. 도 6c가 프로세서(32)와 송수신기(34)를 별도의 구성요소들로서 묘사하고 있지만, 프로세서(32)와 송수신기(34)는 전자 패키지 또는 칩 내에 함께 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

전송/수신 요소(36)는 M2M 서버들, 게이트웨이들, 디바이스 등을 포함하는, 다른 노드들에게 신호들을 전송하거나 그들로부터 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전송/수신 요소(36)는 RF 신호들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 전송/수신 요소(36)는 WLAN, WPAN, 셀룰러 등과 같은, 다양한 네트워크들 및 에어 인터페이스들을 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 전송/수신 요소(36)는, 예를 들어, IR, UV 또는 가시 광 신호들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 이미터/검출기일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전송/수신 요소(36)는 RF 및 광 신호들 둘 다를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 전송/수신 요소(36)는 무선 또는 유선 신호들의 임의의 조합을 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

또한, 전송/수신 요소(36)가 단일 요소로서 도 6c에 묘사되지만, 노드(30)는 임의의 수의 전송/수신 요소들(36)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 노드(30)는 MIMO 기술을 이용할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 노드(30)는 무선 신호들을 전송 및 수신하기 위한 2개 이상의 전송/수신 요소들(36)(예컨대, 다수의 안테나들)을 포함할 수 있다.

송수신기(34)는 전송/수신 요소(36)에 의해 전송될 신호들을 변조하고 전송/수신 요소(36)에 의해 수신되는 신호들을 복조하도록 구성될 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 노드(30)는 다중 모드 능력들을 가질 수 있다. 따라서, 송수신기(34)는 노드(30)가, 예를 들어, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은 다수의 RAT들을 통해 통신할 수 있게 하기 위한 다수의 송수신기들을 포함할 수 있다.

프로세서(32)는 비이동식 메모리(44) 및/또는 이동식 메모리(46)와 같은 임의의 유형의 적합한 메모리로부터의 정보에 액세스하고 그 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는, 전술한 바와 같이, 세션 컨텍스트(session context)를 그 메모리에 저장할 수 있다. 비이동식 메모리(44)는 RAM, ROM, 하드 디스크, 또는 임의의 다른 유형의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 이동식 메모리(46)는 SIM(subscriber identity module) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(32)는, 서버 또는 홈 컴퓨터 상에서와 같은, 노드(30) 상에 물리적으로 위치되지 않은 메모리로부터의 정보에 액세스하고 그 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(32)는 통신들의 상태를 반영하고 도 17에 도시되고 본 출원에서 설명되는 GUI와 같은 그래픽 이용자 인터페이스를 제공하기 위해 디스플레이 또는 표시자들(42) 상의 조명 패턴들, 이미지들 또는 색상들을 제어하도록 구성될 수 있다.

프로세서(32)는 전원(48)으로부터 전력을 받을 수 있고, 노드(30) 내의 다른 구성요소들에게 전력을 분배 및/또는 제어하도록 구성될 수 있다. 전원(48)은 노드(30)에 전력을 공급하기 위한 임의의 적합한 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전원(48)은 하나 이상의 건전지 배터리(예를 들어, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리튬-이온(Li-ion) 등), 태양광 전지, 연료 전지 등을 포함할 수 있다.

프로세서(32)는 또한 노드(30)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예컨대, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성되어 있는 GPS 칩셋(50)에 결합될 수 있다. 노드(30)가 일 실시예와 부합한 채로 있으면서 임의의 적합한 위치 결정 방법을 통해 위치 정보를 획득할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

프로세서(32)는 추가적인 특징들, 기능, 및/또는 유선 또는 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수 있는 다른 주변기기들(52)에 또한 결합될 수 있다. 예를 들어, 주변기기들(52)은 가속도계, 생체측정(예컨대, 지문) 센서들, 전자 나침반(e-compass)과 같은 다양한 센서들, 위성 송수신기,(사진 또는 비디오용의) 디지털 카메라, USB 포트 또는 다른 상호접속 인터페이스들, 진동 디바이스, 텔레비전 송수신기, 핸즈프리 헤드셋, 블루투스® 모듈, FM(frequency modulated) 라디오 유닛, 디지털 음악 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수 있다.

노드(30)는, 센서, 소비자 전자제품, 스마트 워치 또는 스마트 의류와 같은 웨어러블 디바이스, 의료 또는 e헬스(eHealth) 디바이스, 로봇, 산업 장비, 드론, 자동차, 트럭, 기차, 또는 비행기와 같은 운송 수단과 같은 다른 장치들 또는 디바이스들에서 구현될 수 있다. 노드(30)는, 주변기기들(52) 중 하나를 포함할 수 있는 상호접속 인터페이스와 같은, 하나 이상의 상호접속 인터페이스를 통해 이러한 장치들 또는 디바이스들의 다른 구성요소들, 모듈들, 또는 시스템들에 접속할 수 있다.

도 6d는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같은 M2M 네트워크에서 M2M 서버, 게이트웨이, 디바이스, 또는 다른 노드로서 동작할 수 있는, 도 7 내지 도 15에서 설명되는 라우터들과 같은 네트워크의 하나 이상의 노드를 구현하는데 또한 이용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(90)의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(90)은 컴퓨터 또는 서버를 포함할 수 있으며, 소프트웨어의 형태일 수 있는 컴퓨터 판독가능한 명령어들에 의하거나 그 소프트웨어가 저장되거나 액세스되는 어떠한 수단에 의해서도 주로 제어될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능한 명령어들은 컴퓨팅 시스템(90)으로 하여금 예를 들어 도 7 내지 도 15 및 이에 수반된 설명에서 도시되고 설명되는 동작들을 수행하는 것과 같이 작업을 수행하게 하기 위해, 중앙 처리 유닛(CPU)(91)과 같은 프로세서 내에서 실행될 수 있다. 많은 알려진 워크스테이션들, 서버들, 및 개인용 컴퓨터들에서, 중앙 처리 유닛(91)은 마이크로프로세서라고 지칭되는 단일-칩 CPU에 의해 구현된다. 다른 머신들에서, 중앙 처리 유닛(91)은 다수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 코프로세서(81)는, 추가적 기능들을 수행하거나 CPU(91)를 보조하는, 주 CPU(91)와는 별개인, 임의의 프로세서이다.

동작에 있어서, CPU(91)는 명령어들을 페치, 디코딩 및 실행하고, 컴퓨터의 주 데이터 전송 경로인 시스템 버스(80)를 통해 다른 리소스들에 정보를 전송하고 다른 리소스들로부터의 정보를 전송한다. 이러한 시스템 버스는 컴퓨팅 시스템(90)에 있는 구성요소들을 연결시키고 데이터 교환을 위한 매체를 정의한다. 시스템 버스(80)는 데이터를 보내기 위한 데이터 라인들, 주소들을 보내기 위한 주소 라인들, 및 인터럽트들을 보내고 시스템 버스를 동작시키기 위한 제어 라인들을 통상적으로 포함한다. 이러한 시스템 버스(80)의 예는 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스이다.

시스템 버스(80)에 결합된 메모리들은 RAM(82) 및 ROM(93)을 포함한다. 이러한 메모리들은 정보가 저장되고 검색되게 하는 회로를 포함한다. ROM들(93)은 쉽게 수정될 수 없는 저장된 데이터를 일반적으로 포함한다. RAM(82)에 저장되는 데이터는 CPU(91) 또는 다른 하드웨어 디바이스들에 의해 판독되거나 또는 변경될 수 있다. RAM(82) 및/또는 ROM(93)에 대한 액세스는 메모리 제어기(92)에 의해 제어될 수 있다. 메모리 제어기(92)는 명령어들이 실행됨에 따라 가상 주소들을 물리 주소들로 변환하는 주소 변환 기능을 제공할 수 있다. 메모리 제어기(92)는 시스템 내의 프로세스들을 분리하고 시스템 프로세스들을 이용자 프로세스들로부터 분리하는 메모리 보호 기능을 또한 제공할 수 있다. 따라서, 제1 모드에서 실행되는 프로그램은 자체 프로세스 가상 주소 공간에 의해 매핑되는 메모리에만 액세스할 수 있으며, 프로세스들 사이의 메모리 공유가 설정되지 않는다면 다른 프로세스의 가상 주소 공간 내의 메모리에 액세스할 수 없다.

또한, 컴퓨팅 시스템(90)은 CPU(91)로부터 프린터(94), 키보드(84), 마우스(95), 및 디스크 드라이브(85)와 같은 주변기기들로 명령어들을 통신하는 것을 담당하는 주변기기 제어기(83)를 포함할 수 있다.

디스플레이 제어기(96)에 의해 제어되는 디스플레이(86)는 컴퓨팅 시스템(90)에 의해 생성되는 시각적 출력을 표시하는데 이용된다. 이러한 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 애니메이션 그래픽, 및 비디오를 포함할 수 있다. 디스플레이(86)는 CRT 기반 비디오 디스플레이, LCD 기반 평면 패널 디스플레이, 가스 플라즈마 기반 평면 패널 디스플레이, 또는 터치 패널로 구현될 수 있다. 디스플레이 제어기(96)는 디스플레이(86)에 보내지는 비디오 신호를 생성하는데 필요한 전자 구성요소들을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이(86)는 도 17에 도시되고 전술한 그래픽 이용자 인터페이스를 표시하는데 이용될 수 있다.

또한, 컴퓨팅 시스템(90)은 도 6a 및 도 6b의 네트워크(12)와 같은 외부 통신 네트워크에 컴퓨팅 시스템(90)을 연결시켜, 컴퓨팅 시스템(90)이 네트워크의 다른 노드들과 통신할 수 있게 하는데 이용될 수 있는, 예를 들어 네트워크 어댑터(97)와 같은 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로는, 단독으로 또는 CPU(91)와 조합하여, 본 명세서(예를 들어, 도 7 내지 도 15) 및 청구항들에서 설명된 단계들을 수행하는데 이용될 수 있다.

6LR들에 대한 주소 공간 할당

본 출원의 일 양태에서, 6LoWPAN 네트워크 내의 라우터들은 이웃 라우터들을 찾고 또한 6LBR을 찾기 위해 라우터 발견을 수행한다. 6LBR이 발견되면, 6LR들은 두 개의 새로운 파라미터를 가진 다른 RS 메시지를 보내어 주소 등록 동안에 배정을 위한 주소 공간이 6LN들에 할당되게 할 수 있다. 두 개의 새로운 파라미터는 라우터가 6LBR에게 표시된 공간을 예약하도록 요청하는 임의적 주소 공간 옵션(ASO) 및 주소 할당(AA) 요청 플래그(AA_flag)이다. AA_flag는 6LR이 본 개시 내용에서 개략적으로 설명된 능력들을 가지고 있으며 요청 6LN들에 IP 주소들을 배정하기 위한 등록기관 라우터로서 역할할 수 있다는 것을 6LBR에 표시한다. ASO 옵션은 6LR이 할당 받고 싶어하는 주소 범위를 6LBR에 제안하기 위해 포함될 수 있다. 6LBR은 ASO와 임의적 등록 토큰 옵션(RTO)에 승인된 주소 공간을 포함하는 RA 메시지를 회신한다. 6LR에 회신된 ASO는 RS에서 요청된 ASO와 같을 수 있거나 6LBR이 6LR에 배정하는 새로운 범위일 수 있다. 6LR이 요청을 수행하는 6LN의 권한부여를 검증하기 위해 RTO를 이용할 수 있도록 RTO 옵션이 포함된다. RTO는 임의의 값이거나 노드의 자격증명을 검증하기 위해 수행된 성공적인 인증 프로세스를 기반으로 암호로 생성될 수 있다. ASO 및 RTO 옵션들은 모두 네트워크의 설정 중에 네트워크 관리자에 의해 구성된다. 각각의 6LR은 본 개시 내용에서 개략적으로 설명된 절차들을 수행하기 위해 자체 ASO 및 RTO 옵션들을 가질 것이다. 6LN들은 전개될 때 적합한 RTO가 제공되거나 주소 배정을 위한 권한부여를 승인받기 위해 다른 수단에 의해 제공될 수 있다. 할당을 제공함으로써, 6LBR은 주소 공간이 6LR에만 배정되고 DAD를 수행할 필요 없이 이 공간 내의 임의의 주소들이 6LN들에 제공될 수 있다는 것을 6LR에 표시한다.

도 7은 6LBR이 주소 공간들을 6LR들에 배포하는 실시예를 도시한다. 이 단계들은 로마 숫자, 예를 들어 1, 2, 3 등으로 표시된다. 단계(1a)에서, 6LR1은 AA_flag를 갖는 RS 메시지와 6LBR이 할당하기를 원하는 제안된 ASO 범위를 보낸다. 단계(1b)에서, 6LBR은 RS에 제공된 것과 동일한 범위일 수 있거나 상이한 범위일 수 있는 ASO 옵션을 갖는 RA 메시지를 회신한다. 또한, 6LBR은 6LR1의 이용을 위해 RTO 옵션을 제공한다. 단계(1c)에서, 6LR은 ASO 및 RTO 옵션들을 주소 배정에 이용하는 내부 파라미터들로서 저장한다. 그 다음, 단계(2a)에서, 6LR2는 AA_flag만을 갖는 RS 메시지를 보낸다. 단계(2b)에서, 6LBR은 ASO 및 RTO 옵션들을 갖는 RA 메시지를 보낸다. 6LR2가 ASO를 제안하지 않았으므로, 6LBR은 6LR2에 범위를 배정한다. 단계(2c)에서는, 6LR2를 제외하고 단계(1c)와 동일한 동작들이 수행된다. 이어서, 단계들(3a-3c)에서, 단계들(1a-1c)에서 개략적으로 설명된 절차들이 6LR3에 대해 수행된다.

다른 실시예에 따르면, 6LR들이 6LBR에 의해 주소 공간들로 할당된 후에, 각각의 6LR은 그 주소 할당을 이웃 라우터들에 통신할 수 있다. 이것은 도 8에 도시된 바와 같이 RA 메시지 내에 ASO 및 관련 RTO 옵션들을 포함시킴으로써 수행된다. 광고들의 일부로서, 수신 6LR은 RA 메시지에서 제공된 ASO 및 RTO 옵션들과 이웃 6LR의 IP 주소를 저장할 것이다. 이러한 광고들은 본 명세서에서 설명된 다중의 등록들 및 이동성 사례들에 이용될 것이며 각각의 라우터의 ASO 값들에 대한 변경들 후에만 또는 새로운 이웃 라우터들의 발견시에만 보내진다. RA 메시지들은 이웃 라우터들에 유니캐스팅되거나 멀티캐스팅될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 단계들 각각은 로마 숫자로 표시된다. 단계(1a)에서, 6LR1은 6LBR에 의해 할당된 ASO1 및 RTO1 옵션들을 갖는 RA 메시지를 6LR2에 유니캐스팅한다. 단계(1b)에서, 6LR1은 6LBR에 의해 할당된 ASO1 및 RTO1 옵션들을 갖는 RA 메시지를 6LR3에 유니캐스팅한다. 그 다음, 단계(2a)에서, 6LR2는 6LR1의 ASO1, RTO1 및 IP 주소를 이웃 라우터들에 대한 그 내부 데이터 구조에 저장한다. 단계(2b)에서, 6LR3은 6LR1의 ASO1, RTO1 및 IP 주소를 이웃 라우터들에 대한 그 내부 데이터 구조에 저장한다. 이어서, 단계들(3a-3b)에서, 6LR2는 할당된 ASO2, RTO2 옵션들을 갖는 RA를 6LR1 및 6LR3에 멀티캐스팅한다. 그 후, 단계들(4a-4b)에서, 6LR1 및 6LR3은 6LR2의 ASO2, RTO2 및 IP 주소를 이웃 라우터들에 대한 그 내부 데이터 구조에 저장한다. 또한, 단계들(5 및 6)에서, 6LR3은 이웃 라우터들에 대한 6LR1 및 6LR2의 내부 데이터 구조를 업데이트하기 위해 ASO3 및 RTO3 옵션들을 이용하여 단계들(3 및 4)을 반복한다.

다른 실시예에서, 주소 공간 할당이 저장되는 6LR들 내의 새로운 데이터 구조가 유지된다. 다른 6LR들이 그 할당들을 통신할 때, 다른 6LR의 IP 주소뿐만 아니라 이 데이터 구조에도 저장된다. 이를 통해 6LR은 이웃 6LR에 신속하게 접촉하여 다중의 등록 및 이동성 사례들을 지원할 수 있다. 아래의 표 2는 6LR1에서 유지되는 모든 이웃 6LR들의 예시적인 주소 할당 데이터 구조를 포함한다. 표 2는 본 출원에서 추가로 설명되는 바와 같이 주소 등록, 다중의 등록들 및 이동성 사례들에서 이용될 것이다. RTO 옵션은 이웃 6LR에 배정된 옵션이며 다중의 등록 및 이동성 사례들에서 원격 6LR에 접촉하기 전에 권한부여 체크로서 로컬 6LR에 의해 이용될 것이다. 링크-로컬 주소는 본 명세서에서 후술되는 다중의 등록 또는 이동성 사례들에 있어서 이웃 라우터에 접촉하는데 이용된다. 본 명세서에서 이용되는 주소는 또한 링크-계층 주소이거나 로컬 6LR이 이웃 6LR에 도달하는데 이용할 수 있는 몇몇 다른 주소일 수 있다.

<표 2>

표 2에서 6LR에 의해 유지되는 데이터 구조에 더하여, 두 개의 다른 새로운 파라미터들이 주소 배정을 돕기 위해 보관된다. 제1 파라미터 'nextAddress'는 배정을 위해 이용가능한 다음 주소의 값을 보유하고, 제2 파라미터 'totalAddress'는 배정되도록 남은 주소들의 총 수를 보유한다. 주소 등록이 6LN으로부터 이루어지면, 6LR은 6LN에 'nextAddress'에서의 주소를 배정하고 다음 등록 요청을 위해 그 값을 증가시킨다. 또한, 'totalAddress'는 1씩 감소되어 배정을 위해 남아 있는 주소들의 총 수를 보여준다. 등록 취소 및 주소 만료의 사례들에 있어서는, 'totalAddress'가 1씩 증가되며, 할당된 주소가 이제 자유롭게 배정된다. 'nextAddress' 파라미터의 유지를 위해, 한 가지 방안은 6LR이 그 범위의 끝까지 주소들을 계속 배정하는 것이다. 일단 최종 주소에 도달하면, 6LR은 정렬된 NCE 테이블을 분석하여 다음 이용가능한 주소를 결정할 수 있다. 6LR은 'totalAddress'가 0에 도달할 때까지 이를 수행하며, 그 시점에서 6LR은 6LBR로부터 새로운 주소 공간을 요청할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 6LBR이 이전에 6LR에 할당되었던 주소 공간의 슬라이스를 귀환시킬 필요가 있는 경우들이 있을 수 있다. 이를 달성하기 위해, 6LBR은 도 9에서 로마 숫자로 각각 표시된 다음의 단계들을 수행한다. 단계(1)에서, 6LBR은 6LR에 이전에 할당된 주소 공간의 슬라이스를 포함하는 ASO 옵션을 갖는 광고 업데이트(UA) 메시지를 보낸다. 그 다음, 단계(2)에서, 6LR은 NCE 테이블들에 ASO가 지정한 범위 내에 있는 임의의 주소들이 있는지를 체크한다. 주소가 발견되지 않으면, 6LR은 그 내부 파라미터들을 업데이트하여 새로운 범위를 반영한다. 주소가 발견되면, 6LR은 슬라이스를 줄여서 NCE 테이블들에 주소가 발견되지 않도록 하고 6LBR에 이러한 주소들을 회신할 수 있다. 그렇지 않으면, 에러를 발생시켜 주소들을 귀환시킬 수 없다는 것을 표시할 수 있다. 단계(3)에서, 6LR은 주소들이 귀환될 수 있는 경우에만 적합한 상태 코드 및 ASO 옵션을 갖는 UACK 메시지를 보낸다. 주소들이 귀환될 수 없다면, UACK 메시지는 ASO 옵션을 포함하지 않을 것이다.

마찬가지로, 6LR이 할당된 모든 주소들을 배정한 후에 추가적인 주소 공간을 요청할 필요가 있는 경우들이 있을 수 있다. 6LR은 도 7에 개략적으로 설명된 단계들을 수행하여 새로운 주소들의 세트를 획득할 것이다.

DAD 없는 간소화된 ND 주소 등록

본 출원의 다른 양태에서, 6LBR이 6LR들에 주소 할당들을 배포하면, 6LN들은 그 디폴트 라우터로 주소 등록을 수행할 수 있다. 6LN 주소 등록이 발생할 수 있는 두 가지 방법이 있다. 한 가지 방법은 RS 메시지에서 주소 요청 플래그(AR_flag)를 이용하는 것이다. 또 다른 방법은 NS 메시지에서 AR_flag를 이용하는 것이다. 도 10은 (A)에서 주소를 요청하기 위해 RS 메시지를 이용하고 (B)에서 NS 메시지를 이용하는 6LN을 도시한다.

주소 등록을 위해 RS/RA 메시지들을 이용하는 도 10의 단계들은 로마 숫자들로 표시된다. 처음에, 단계(1)에서, 6LN은 설정된 AR_flag 및 ARO 옵션(이 옵션은 현재 ND 주소 등록에 이용되는 NS 메시지에 대해 정의된 것과 동일한 옵션임)을 갖는 RS 메시지를 멀티캐스팅한다. 단계(2)에서, 6LR은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 6LN에 주소를 배정한다. 그 다음, 단계(3)에서, 다중의 6LR들이 단계(1)로부터의 요청을 수신하고 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA 메시지를 회신할 수 있다. 이웃 6LR들은 RA 메시지를 6LN에 유니캐스팅한다. 단계(4)에서, 6LN은 6LR들 중 어느 것을 등록할 것인지를 선택하고 ARO 및 AAO 옵션들 모두를 갖는 RACK 메시지를 회신한다. 또한, 단계(5)에서, RACK 메시지를 수신하는 6LR은 ARO 및 AAO 옵션들에서의 정보를 이용하여 그 NCE 테이블들에 추가함으로써 6LN을 등록할 것이다. RACK 메시지를 수신하지 않은 6LR들의 경우, 내부 파라미터들 'totalAddress' 및 'nextAddress'가 이전 값들로 되돌아간다.

다른 실시예에 따르면, 주소 등록을 위해 NS/NA 메시지들을 이용하기 위한 단계들이 도 10에 도시된다. 단계들은 로마 숫자들로 표시된다. 단계들(1-2)에서, 6LN은 현재 ND에서와 같이 라우터 발견을 수행하고 등록할 라우터를 선택한다. 단계(3)에서, 6LN은 설정된 AR_flag와 기존의 ARO 옵션을 갖는 NS 메시지를 보낸다. 단계(4)에서, 6LR은 이용가능한 다음 주소 'nextAddress'를 6LN에 배정하고 [ARO, AAO]를 그 NCE에 등록한다. 이어서, 단계(5)에서, 6LR은 [ARO, AAO] 옵션을 갖는 NA 메시지를 회신하여 등록이 완료되었음을 표시한다.

AAO는 배정된 주소를 6LN에 제공한다. AR_flag는 6LN이 주소 배정을 요청하고 있다는 신호를 6LR에 보낸다. 이 플래그는 라우터 발견 및 주소 등록 절차들을 동시에 수행하기 위해 RS 메시지에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이 플래그는 현재 주소 등록 절차 중에 NS 메시지에 포함될 수 있다. 6LR은 AR_flag를 갖는 RS 또는 NS를 수신할 때, 'nextAddress'로부터 이용가능한 다음 주소를 획득하며 응답에서의 주소 할당 옵션(AAO)에 RA 또는 NA 메시지인지 여부를 포함시킨다. 동시에, 현재 수행중인 NCE 테이블에 주소 등록 정보를 추가한다.

AR_flag가 RS 메시지에 추가되는 경우, 6LN은 등록하고자 하는 6LR에 라우터 확인(RACK) 메시지를 회신해야 한다. RS 메시지가 모든 이웃 라우터들에 멀티캐스팅되었고 6LN에 의해 수신되는 다중의 응답들이 있을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 등록하려고 하는 6LR을 결정한 후에, 6LN은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 유니캐스트 RACK 메시지를 보낸다. RACK 수신시, 6LR은 NCE 테이블에 이 정보를 등록한다. RACK를 수신하지 않은 6LR들의 경우, NCE 엔트리가 추가되지 않으며 nextAddress 및 totalAddress 파라미터들 모두가 이전 값들로 되돌아간다.

도 11은 도 10과 동일한 시나리오들을 보여주며, 주소 등록 요청에 등록 토큰 옵션(RTO)을 포함시킨다. 이렇게 포함시킴으로써 RTO의 존재가 단지 하나의 RA 응답을 생성할 것이기 때문에 6LN이 RACK 메시지를 회신한다는 요건을 제거한다. 각각의 6LR은 고유한 RTO로 구성되며 일치하는 RTO를 가진 6LR만이 RA 메시지를 회신한다. 또한, RTO는 권한부여 메커니즘으로 이용되며 6LR이 6LN의 자격증명을 검증하기 위한 인증 절차를 트리거링할 수 있다.

다른 실시예에서, 도 11에서의 콜 흐름들은 로마 숫자로 각각 표시된다. 단계(1)에서, 6LN은 설정된 AR_flag, ARO 옵션 및 RTO를 갖는 RS 메시지를 멀티캐스팅한다. 그 다음, 단계(2)에서, 6LR은 제공된 RTO를 자체 RTO에 대해 체크하며, RTO들이 일치하면, 6LR은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 6LN에 주소를 배정하고 [ARO, AAO]를 NCE 테이블에 등록한다. RTO들이 일치하지 않으면, 6LR은 메시지를 폐기하고 RA에 포함되는 에러 응답을 생성한다. 단계(3)에서, 6LR은 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료하기 위해 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA를 보낸다.

다른 실시예에서는, 도 11과 관련하여, 현재 ND에서와 같이 라우터 발견을 수행하고 등록할 라우터를 선택하는 6LN에 의해 정의된 단계들(1 및 2)을 포함하는 프로세스가 설명된다. 단계(3)에서, 6LN은 설정된 AR_flag, 기존의 ARO 옵션 및 RTO를 갖는 NS 메시지를 보낸다. 단계(4)에서, 6LR은 제공된 RTO를 자체 RTO에 대해 체크한다. RTO들이 일치하면, 6LR은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 6LN에 주소를 배정하고 NCE 테이블에 [ARO, AAO]를 등록한다. RTO들이 일치하지 않으면, 6LR은 메시지를 폐기하고 NA에 포함되는 에러 응답을 생성한다. 또한, 단계(5)에서, 6LR은 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료하기 위해 [ARO, AAO] 옵션을 갖는 NA 메시지를 회신한다.

다중의 라우터들에 대한 주소 등록 지원

본 출원의 다른 양태에 따르면, 다중의 라우터들에 대한 주소 등록 지원이 설명된다. 6LN은 등록기관 라우터에 등록할 때 NS 메시지에 다중의 등록(MR_flag) 플래그를 포함시켜 그 등록을 인근의 라우터들에까지 확장하려고 한다는 것을 표시할 수 있다. 등록을 확장한다는 것은 6LN이 다중의 인근의 라우터들에 동일한 주소를 등록하려고 한다는 것을 의미한다.

도 12는 다중의 라우터들에 대한 콜 흐름 등록을 도시한다. 6LN은 NS 메시지 내의 MR_flag 및 RTO 옵션을 포함한다. 6LR1은 등록기관 라우터이며 다중의 등록 요청들을 수신한다. 6LR1은 제공된 RTO가 자체 RTO와 일치하는지 보기 위해 적합한 내부 체크들을 수행한다. 일치하는 것이 있으면, 6LR1은 nextAddress 파라미터로부터의 주소를 6LN에 배정하고 자체 NCE에 그 정보를 등록한다. 그 다음, 6LR1은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 NA 메시지를 회신하여 등록을 완료한다.

MR_flag가 원래 요청에서 설정되었기 때문에, 6LR1은 6LN에 제공된 ARO 및 AAO 옵션들 모두를 갖는 다중의 등록 광고(MRA)를 6LR2에 또한 보낸다. 동일한 ARO 및 AAO 옵션들을 이용함으로써, 6LR1이 6LN을 이웃 6LR들에 동일한 주소로 등록한다는 점에 유의해야 한다. 6LR1은 모든 이웃 라우터들을 찾기 위해 표 2에 도시된 데이터 구조를 검색한다. 그 다음, 6LR1은 MRA를 라우터들에 보낸다. 6LR2는 MRA를 수신하고 6LN의 ARO 및 AAO를 자체 NCE에 등록한다. 그 다음, 6LR2는 ARO와 AAO를 모두 갖는 NA를 6LN으로 되돌려 보내서 주소 등록이 성공했음을 표시한다. 6LN은 디폴트 라우터보다는 이웃 라우터에 대해 등록이 수행되었음을 알기 위해 NA 메시지의 소스 IP 주소를 기록한다.

도 12의 단계들이 이하에 설명되며 로마 숫자들로 표시된다. 단계(1)에서, 6LN은 설정된 MR_flag를 갖고 또한 SLLAO, ARO 및 RTO1 옵션들을 갖는 NS 메시지를 유니캐스팅한다. 단계(2)에서, 6LR1은 제공된 RTO1을 자체 RTO1에 대해 체크한다. RTO들이 일치하면, 6LR1은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 6LN에 주소를 배정하고 [ARO, AAO]를 NCE 테이블에 등록한다. 6LR1은 할당된 공간으로부터 주소를 제공하므로 6LN에 대한 홈 등록기관 라우터가 된다. RTO들이 일치하지 않으면, 6LR1은 메시지를 폐기하고 NA에 포함되는 에러 응답을 생성한다. 단계(3)에 따르면, 6LR1은 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료하기 위해 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 NA를 회신한다. 그 다음, 단계(4)에서, 6LR1은 이웃 라우터들로 그 등록을 확장하기 위해 ARO, AAO 및 RTO1 옵션들을 갖는 MRA를 보낸다. 단계(5)에서, 6LR2는 RTO1을 표 2에 도시된 바와 같은 데이터 구조에서의 RTO1들에 대해 체크하여 이들이 일치하는지를 검증한다. 일치하는 것이 있으면, 6LR2는 6LN의 [ARO, AAO]를 NCE 테이블들에 등록한다. 등록으로부터의 정보는 라우팅 프로토콜들에 제공되어 메시지들을 6LN에 라우팅하는데 도움을 줄 수 있다. 일치하는 것이 없으면, 6LR2는 요청을 폐기한다. 마지막으로, 단계(6)에서, 단계(5)가 성공적이면, 6LR2는 [ARO, AAO]를 갖는 NA를 6LN에 보낸다. 6LN은 NA 메시지에 제공되는 소스 IP 주소를 보고 어떤 6LR들이 등록되었는지를 판별한다. 6LR1은 6LN에 대한 홈 등록기관 라우터이기 때문에 이웃 라우터들 간에 등록들을 동기화해야 한다. 동기화에는 등록 수명 및 등록 취소의 두 부분이 포함된다. 등록 수명은 MRA 메시지들과 동기화된다. 등록 취소의 경우, 6LR1은 이웃 라우터들에게 그 사실을 알리고 모든 6LN의 등록이 제거되도록 해야 한다. 6LN이 홈 등록기관 라우터가 아닌 6LR에 대해 등록을 취소하는 경우, 6LR은 모든 이웃 라우터들에게 6LN의 등록 취소를 알릴 수 있도록 (표 2로부터의 정보를 이용하여) 홈 등록기관 라우터에 통지해야 한다.

마찬가지로, RS 메시지들을 이용하여 다중의 등록들이 트리거링될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 13은 RS 메시지 내의 MR_flag의 합체를 도시한다. RS가 모든 인근의 라우터들에게 멀티캐스팅되므로, 각각의 6LR은 제공된 RTO가 자체 RTO와 일치하는지 여부를 결정할 것이다. 이 경우, 6LR1은 일치하는 RTO를 가지며 전술한 바와 같이 그 요청을 처리한다. 6LR2는 일치하는 RTO를 갖고 있지 않으므로 아무것도 수행하지 않는다. 6LR1은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA를 회신하여 6LN의 자체 등록을 완료한다. 그 다음, 6LR1은 동일한 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 MRA 메시지를 6LR2에 보낸다. 6LR2는 NCE에 옵션들을 등록하고 6LN에 RA 메시지를 회신한다. 6LN은 NA 메시지에 제공되는 소스 IP 주소를 보고 어떤 6LR들이 등록되었는지를 판별한다.

도 13의 단계들은 로마 숫자들로 표시된다. 단계(1)에서, 6LN은 설정된 MR_flag를 갖고 또한 SLLAO, ARO 및 RTO1 옵션들을 갖는 RS 메시지를 멀티캐스팅한다. 다음으로, 단계(2a)에서, 6LR1은 제공된 RTO1을 자체 RTO1에 대해 체크한다. RTO들이 일치하면, 6LR1은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 6LN에 주소를 배정하고 NCE 테이블에 [ARO, AAO]를 등록한다. 6LR1은 할당된 공간으로부터 주소를 제공하므로 6LN에 대한 홈 등록기관 라우터가 된다. 단계(2b)에서, 6LR2는 제공된 RTO1을 자체 RTO2에 대해 체크한다. RTO들이 일치하지 않으면, 6LR2는 그 요청을 폐기하고 아무것도 수행하지 않는다. 그 다음, 단계(3)에서, 6LR1은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA를 회신하여 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료한다. 단계(4)에서, 6LR1은 이웃 라우터들까지 그 등록을 확장하기 위해 ARO, AAO 및 RTO1 옵션들을 갖는 MRA를 보낸다. 다음으로, 단계(5)에서, 6LR2는 RTO1을 표 2에 도시된 바와 같은 데이터 구조에서의 RTO1들에 대해 체크하여 이들이 일치하는지를 검증한다. 일치하는 것이 있으면, 6LR2는 6LN의 [ARO, AAO]를 NCE 테이블들에 등록한다. 등록으로부터의 정보는 라우팅 프로토콜들에 제공되어 메시지들을 6LN에 라우팅하는데 도움을 줄 수 있다. 일치하는 것이 없으면, 6LR2는 그 요청을 폐기한다. 또한, 단계(6)에서, 단계(5)가 성공적이면, 6LR2는 6LN에 [ARO, AAO]를 갖는 RA를 보낸다. 6LN은 RA 메시지에 제공되는 소스 IP 주소를 보고 어떤 6LR들이 등록되었는지를 판별한다. 예시적인 실시예에서, 6LR1은 6LN의 등록들의 이웃 라우터들 간에 동기화를 유지해야 한다.

상이한 라우터들에 대한 다중의 주소 등록 지원

본 출원의 또 다른 양태에 따르면, 6LN은 부하 균형 목적들을 위해 상이한 라우터들로부터 다중의 주소들을 획득하길 원할 수 있다. 본 출원의 앞부분에서 설명된 간소화된 ND 주소 등록 절차는 RTO 옵션을 이용하지 않을 때 상이한 6LR들에 대한 다중의 등록들을 지원하도록 확장될 수 있다. 도 14는 이 사례의 콜 흐름을 도시한다. 각각의 단계는 로마 숫자로 표시된다. 특히, 6LN은 MR_flag를 갖는 RS 메시지를 링크 상의 모든 인근의 라우터들에 보낸다. 6LR1과 6LR2는 RS 메시지를 수신하고 각각 6LN에 주소를 할당하기 위해 내부 처리를 수행한다. 각각의 6LR은 6LN을 NCE 테이블들에 등록하고 RA에게 ARO 및 AAO 옵션들을 제공한다. AAO 옵션은 두 RA 메시지들 간에 상이하며, 각각의 RA 메시지는 각각의 6LR들로부터 6LN에 할당된 주소를 나타낸다. 이 경우, AR_flag 또는 MR_flag 중 어느 하나를 이용하여 다중의 등록들을 트리거링할 수 있다는 점에 유의해야 한다. AR_flag가 이용 되었다면, 6LN은 각각의 LR에 RACK 메시지를 보내어 주소 배정을 수용해야 한다.

도 14의 단계(1)에 따르면, 6LN은 설정된 MR_flag를 갖고 또한 SLLAO 및 ARO 옵션들을 갖는 RS 메시지를 멀티캐스팅한다. 단계(2a)에서, 6LR1은 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 그 할당된 공간 내의 주소를 6LN에 배정하고 NCE 테이블에 [ARO, AAO]를 등록한다. 단계(2b)에서, 6LR2는 주소 할당(AAO) 옵션을 이용하여 그 할당된 공간 내의 (6LR1에 의해 할당된 주소와는 상이할) 주소를 6LN에 배정하고 NCE 테이블에 [ARO, AAO]를 등록한다. 단계(3a)에서, 6LR1은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA를 회신하여 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료한다. 단계(3b)에서, 6LR2는 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 RA를 회신하여 적합한 응답 코드로 등록 절차를 완료한다.

로컬 링크 내에서의 6LN 이동성 지원

6LoWPAN에서의 추가 실시예에 따르면, 6LN 이동성은 노드가 로컬 링크 내에서 주변을 이동하거나 링크들이 손실 특성으로 인해 저하됨에 따라 문제가 될 수 있다. 도 15에 도시된 절차는 로컬 링크 내에서 이동성 지원을 돕는다. 도 15의 단계들은 로마 숫자로 표시된다. 이 콜 흐름의 전제조건들로서 또한 다중의 단계(0)에 의해 표시된 바와 같이, 6LR들은 서로를 발견하고 서로의 주소 할당에 대해 알고 있으며, 6LN은 6LR1에 사전에 등록되었으며, 6LR2는 6LN의 디폴트 라우터 리스트에 있다. 콜 흐름이 시작되기 전에, 6LN은 6LR2에 더 가깝게 이동하고 이를 등록하려고 한다. 여기서, 6LN은 기존의 이웃 미도달 검출(NUD)을 통해 6LR1에 대한 연결이 끊어졌음을 검출해서 이동했다는 것을 판별한다. 6LN은 라우터 발견 중에 결정된 디폴트 라우터들의 리스트에서 찾은 6LR2에 등록하기 위해 MR_flag를 갖는 NS 메시지를 이용한다.

이동성 지원 절차는 도 15를 참조하면 다음과 같으며, 그 단계들은 로마 숫자들로 표시된다. 단계(1)에서, 6LN은 도면에 도시된 다른 옵션들뿐만 아니라 MR_flag를 갖는 NS 메시지를 유니캐스팅한다. 이 경우, RTO 옵션이 포함된다. 단계(2)에서, 6LR2는 메시지를 수신하고 RTO가 자체 RTO와 일치하지 않으며 또한 6LN에 대한 NCE 엔트리들이 없다고 결정한다. 단계(3)에서, 6LR2는 이웃 라우터 리스트를 체크하고 RTO가 6LR1의 RTO와 일치한다고 결정한다. 그 다음, 6LR2는 ARO, AAO 및 RTO 옵션들을 갖는 MRA 메시지를 6LR1에 보낸다. 단계(4)에서, 6LR1은 6LN에 대한 엔트리를 NCE 테이블에서 찾는다. 이때, 6LR1은 6LN을 목표로 하는 메시지들을 6LR2에 전달하기 위해 라우팅 프로토콜에 정보를 제공할 수 있다. 또한, 6LR1은 그 등록 수명을 6LR2로부터의 업데이트된 수명과 동기화하므로 6LR2에 대한 등록이 만료되기 전에 만료되지 않는다. 그 결과, 6LN에 배정된 주소는 6LR1 내의 다른 6LN에 재배정되지 않는다. 단계(5)에서, 6LR1은 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 NA 메시지를 회신하여 6LR2에 6LN의 등록이 유효하다는 것을 표시한다.

또한, 단계(6)에서, 6LR2는 6LN을 등록하기 위해 NCE 테이블에 엔트리를 추가한다. 이제, 6LR2는 6LN에 대한 등록 정보를 유지하는 현재 등록기관 라우터가 된다. 그 등록이 만료되기 전에 6LN이 등록을 취소하면, 6LR2는 그 사실을 6LR1에 알려야 하고 그 주소는 다른 6LN들에 배정하기 위해 6LR1 내에서 자유롭게 될 수 있다. 그 주소 공간으로부터의 주소를 6LN에 배정했기 때문에 홈 등록기관 라우터인 6LR1은 모든 이웃 라우터들에게 6LN의 등록 취소를 알려야 한다. 이어서, 단계(7)에서, 6LR2는 ARO 및 AAO 옵션들을 갖는 NA 메시지를 회신하여 6LN의 등록을 완료한다.

6LR 내의 주소 등록 절차에 대한 추가사항들

본 출원의 추가 양태에 따르면, 주소 등록 절차는 RS 또는 NS 메시지 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 절차에 대한 새로운 상태도 전이들이 설명된다. 6LR은 이러한 상태 전이들을 구현하여 본 출원에서 제안된 개념들을 지원한다.

예시적인 실시예에서, 도 16a는 RS 메시지들을 이용하여 주소를 등록하기 위한 상태도를 도시한다. (1) 요청이 이루어진 RS 메시지, (2) 6LN이 등록기관 라우터로서의 6LR의 선택을 확인하는 RACK 메시지, 및 (3) 다중의 라우터들에의 등록들에 이용하는 MRA 메시지의 세 가지 유형의 메시지들이 수신될 수 있다. 이 상태도에 대한 설명들은 다음을 포함한다.

(1) 메시지가 RACK인 경우, 6LR은 NCE에 [ARO, AAO] 옵션들을 등록하고 이러한 옵션들을 갖는 대응하는 RA 메시지를 6LN에 보낼 것이다.

(2) 메시지가 MRA인 경우, 6LR은 (제공된 RTO가 6LR 내의 RTO와 일치하는 경우) NCE에 [ARO, AAO] 옵션들을 등록하고 이러한 옵션들을 갖는 대응하는 RA 메시지를 6LN에 보낼 것이다. RTO가 일치하지 않으면, 6LR은 메시지를 폐기한다.

(3) 메시지가 RS이고 어떠한 AR/MR 플래그들도 포함되지 않은 경우, 동작은 기존의 ND 상태들로 디폴팅되며, (a) SLLAO가 제공되면, 6LR은 RA 메시지를 보내고, (b) SLLAO가 제공되지 않으면, 6LR은 메시지를 폐기한다.

또는, (4) 메시지가 RS이고 AR 또는 MR 플래그들이 포함되어 있으면, 6LR은 RTO가 포함되어 있는지 여부를 체크한다. (a) RTO가 포함되어 있지 않으면, 6LR은 주소를 6LN에 배정하고 RA 메시지를 보낸다. (b) RTO가 포함되면, 6LR은 RTO 상태를 체크하도록 이동한다. (i) 제공된 RTO가 6LR의 RTO와 일치하면, 6LR은 주소를 배정하고 NCE에 [ARO, AAO]를 등록하고 [ARO, AAO]를 갖는 RA를 6LN에 회신하며, MR_flag가 설정된 경우 MRA 메시지를 보내고, (ii) RTO가 일치하지 않지만 MR_flag가 설정된 경우 MRA 메시지를 보내며, (iii) RTO가 일치하지 않으면, 메시지를 폐기한다.

도 16b에 도시된 바와 같은 다른 실시예에 따르면, NS 메시지를 이용한 주소 등록을 위한 상태도가 설명된다. 세 가지 유형의 메시지들, 즉 1) 요청이 이루어진 NS 메시지, 2) 6LR이 다른 6LR에 이동성 사례들에서의 6LN 이용의 등록을 확인하는 NA 메시지, 및 3) 다중의 라우터들에의 등록들 및 이동성 사례들에 이용하는 MRA 메시지가 수신될 수 있다.

상태도에 대한 설명들은 다음을 포함한다.

(1) 메시지가 NA인 경우, 6LR은 NCE에 [ARO, AAO] 옵션들을 등록하고 이러한 옵션들을 갖는 대응하는 RA 메시지를 6LN에 보낼 것이다.

(2) 메시지가 MRA인 경우, 6LR은 6LN이 이미 자체 등록되어 있는지를 체크할 것이다. (a) 6LN이 이미 자체 등록되었다면, 제공된 RTO가 6LR의 RTO와 일치한 경우, 성공 등록 상태를 갖는 NA를 보낸다. (b) 6LN이 이미 자체 등록되어 있지 않고 제공된 RTO가 6LR의 RTO와 일치한 경우, 등록 상태를 갖지 않은 NA를 보낸다. (c) 6LN이 이미 자체 등록되어 있지 않고 제공된 RTO가 6LR의 RTO와 일치하지 않지만 이웃 6LR과 일치하는 경우, [ARO, AAO] 옵션들을 NCE에 등록하고 이러한 옵션들을 갖는 대응하는 RA 메시지를 6LN에 보낸다. (d) 그렇지 않으면, 적합한 에러 상태를 갖는 NA를 보낸다.

(3) 메시지가 NS이고 어떤 AR/MR 플래그들도 포함되지 않은 경우, 동작은 기존의 ND 상태들로 디폴팅된다. (a) ARO 및 SLLAO가 제공되면, 6LR은 RA 메시지를 보내고, (b) SLLAO가 제공되지 않으면, 6LR은 메시지를 폐기한다.

또는, (4) 메시지가 NS이고 AR 또는 MR 플래그 중 어느 하나가 포함되는 경우, 6LR은 RTO가 포함되는지 여부를 체크한다. (a) RTO가 포함되지 않으면, 6LR은 6LN에 주소를 할당하고, [ARO, AAO]를 NCE에 등록하고 NA 메시지를 보낸다. (ii) RTO가 포함되면, 6LR은 RTO 상태를 체크하도록 이동한다. (i) 제공된 RTO가 6LR의 RTO와 일치하는 경우, 6LR은 주소를 6LN에 배정하고 [ARO, AAO]를 NCE에 등록하고 NA 메시지를 보내며, MR_flag가 설정된 경우 MRA 메시지를 보내고, (ii) RTO가 일치하지 않지만 MR_flag가 설정된 경우, MRA 메시지를 보낸다. (iii) RTO가 일치하지 않은 경우, 메시지를 폐기한다.

그래픽 이용자 인터페이스

본 출원의 예시적인 실시예에서, 네트워크 관리자들에게 각각의 6LR의 주소 공간을 구성하는 능력을 제공하기 위한 GUI가 6LBR에서 생성될 수 있다. 도 17은 GUI를 통해 본 출원의 전술한 개념들이 어떻게 표시될 수 있는지를 도시한다. GUI에서, 각각의 6LR에 대한 주소 공간이 도시된다. 이용자는 터치스크린 인터페이스를 통해 특정한 6LR을 선택하고 'BeginAddr' 또는 'EndAddr' 필드들을 변경하여 할당된 공간을 변경할 수 있다.

도 17에서, GUI 인터페이스는 동작 동안 파라미터들/리소스들의 변경들을 표시하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 상의 GUI는 특정한 검색 파라미터들과 일치하는 회신된 결과들을 포함할 수 있다. 검색 파라미터들은 리소스 유형, 리소스 생성 시간, 리소스 크기 등에 기반할 수 있다. 예를 들어, 필터 기준들과 일치하는 'k' 리소스들이 GUI 상에 표시될 수 있다. 또한, 라우터 홉들의 수가 표시된다. 예시적인 실시예에 따르면, GUI는 "자동 미터 판독기" 애플리케이션으로서 표시될 수 있다. 이 애플리케이션은 이용자들이 검색 파라미터들과 같은 정보를 입력할 수 있는 이용자-인터페이스를 포함할 수 있다. 이렇게 함으로써, GUI는 이용가능한 프리 주소들의 수를 나타내는 결과를 출력한다. 이러한 네트워크들의 다양한 애플리케이션들은 또한 산업용 및 사무 자동화, 커넥티드 홈들, 농업 및 스마트 미터들에서의 애플리케이션들을 포함할 수 있으며 GUI를 통해 이용자가 보고 동작시킬 수 있다.

프로세서(32)는 본 명세서에 설명된 일부 예들에서의 학습 관리 시스템이 성공적인지 여부, 예를 들어 서비스 요청들, 컨텍스트 검색 또는 컨텍스트 통지 등에 응답하여 디스플레이 또는 표시자들(42) 상의 조명 패턴들, 이미지들 또는 색상들을 제어하거나 아니면 라우터들 및 관련 구성요소들의 상태를 표시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 또는 표시자들(42) 상의 조명 패턴들, 이미지들 또는 색상들의 제어는 본 명세서에서, 예를 들어 도 7 내지 도 15에서 도시되거나 논의된 표들 또는 도면들에서의 방법 흐름들 또는 구성요소들 중 임의의 것의 상태를 반영할 수 있다. 본 명세서에는 라우터들의 메시지들 및 절차들이 개시되어 있다. 이러한 메시지들 및 절차들은 이용자들이 입력 소스, 예를 들어 스피커/마이크로폰(38), 키패드(40) 또는 디스플레이/터치패드(42)를 통해 리소스-관련 리소스들을 요청하고 또한 디스플레이(42) 상에 표시될 수 있는 특히 노드 관련 정보를 요청, 구성 또는 질의하게 하는 인터페이스/API를 제공하도록 확장될 수 있다.

또한, 도 17은 본 명세서에서 논의된 방법들 및 시스템들에 기반하여 생성될 수 있는 예시적인 디스플레이, 예를 들어 그래픽 이용자 인터페이스를 도시한다. 디스플레이 인터페이스, 예컨대 터치 스크린 디스플레이는 표 2의 파라미터들과 같은 노드 또는 라우터 선택과 관련된 텍스트를 제공할 수 있다. 다른 예에서, 본 명세서에서 논의된 임의의 단계의 진행이 표시될 수 있다. 또한, 그래픽 출력이 디스플레이 인터페이스 상에 표시될 수 있다.

실시예들

예시적인 실시예에 따르면, IPv6 ND 메시지들은 ICMPv6 메시지들로서 인코딩된다. 이러한 메시지들은 새로운 플래그들 또는 옵션들을 도입하는 식으로 기존의 메시지 유형들에 대한 추가물들일 수 있다. RS 메시지는 라우터들이 네트워크에 관해 제공하는 정보를 획득하기 위해 노드들에 의해 이용된다. 노드는 이 메시지를 모든 라우터들에 멀티캐스팅하고 회신으로 RA 메시지들을 수신할 것이다. 도 18은 본 출원에서 제시된 아이디어들을 지원하기 위해 이 메시지에 제안된 추가사항들을 도시한다. 다음의 용어들은 도 18에서의 각각의 플래그 및 옵션을 설명한다.

AA_flag: 이 플래그는 6LR들에 의해 보내져서 6LR이 요청 노드들에 주소들을 배정하는데 이용할 수 있는 주소 공간을 할당하도록 6LBR에 요청한다.

AR_flag: 이 플래그는 노드가 6LR로부터 주소의 배정을 요청하고 있다는 것을 표시하기 위해 포함된다.

MR_flag: 이 플래그는 요청 조건들이 충족된 경우 요청 노드가 멀티캐스트 메시지를 수신하는 모든 라우터들과 주소 등록을 수행하고자 한다는 것을 나타낸다. RTO 옵션과 함께 이용할 때, RTO가 일치하는 라우터는 MRA 메시지를 이용하여 이웃 라우터들에 노드를 등록할 것이다.

주소 할당(AAO): 이 옵션은 이미 등록된 노드가 그 노드의 이동성으로 인해 인근의 라우터에 등록하려고 할 때 이용된다. 이는 요청 노드에 할당되고 노드와의 접촉이 끊어져 있는 다른 6LR에 등록된 주소를 지정한다. 수신 6LR은 이 주소를 이용하여 그 NCE 테이블들에 등록을 추가하기 전에 원래 등록을 라우터에 확인해야 한다.

주소 등록(ARO): 이것은 주소 등록에 이용되는 기존의 NS 메시지에서 발견되는 ARO 옵션이다. 이것은 고유 인터페이스 식별자(UIID), 등록 수명, TID, 및 UIID에 이용된 ID 이름공간을 식별하는데 이용되는 비트들을 포함한다. 이 옵션은 노드들이 RS 메시지를 이용하여 주소 등록을 요청하는데 필요하다.

주소 공간 할당(ASO): 이 옵션 내에서 시작 및 종료 주소 값을 지정해야 한다. 그 폭은 이 네트워크 세그먼트에 배정된 프리픽스에 의존할 것이다. 이 옵션은 6LR들이 6LBR로부터 특정한 주소 공간을 요청할 수 있게 한다.

등록 토큰(RTO): RS 메시지를 이용하여 주소 등록을 요청할 때, 6LR이 RTO를 이용하여 요청을 수행하는 6LN의 권한부여를 검증할 수 있도록 RTO 옵션을 포함할 수 있다. RTO는 임의 값이거나 종단 노드의 자격증명들을 검증하기 위해 수행된 성공적인 인증 프로세스에 기반하여 암호로 생성될 수 있다.

다른 실시예에서, RA 메시지는 RS 메시지에 응답하여 보내진다. 경우에 따라, 네트워크 파라미터들의 변경들을 신속하게 전달하기 위해 자발적으로 보낼 수 있다. RS 메시지가 주소 등록에 이용된 경우, 등록 상태는 회신되는 ARO 옵션에서 제공된다. 도 19에서 보는 바와 같이, 이 메시지와 관련된 많은 파라미터들이 존재하며, 특정한 파라미터들의 포함은 RS 메시지에서 요청된 것에 의존한다. 도 19에서의 다음의 정보에 대해 보다 상세히 설명한다.

주소 할당(AAO): AAO 옵션을 포함시킴으로써, 6LR은 제공된 주소가 6LR의 NCE에 등록되었음을 확인한다. 그 다음, 요청 노드는 이 주소를 이용하여 다른 노드들과 통신할 수 있다.

주소 등록(ARO): 6LR은 (AAO와 함께) ARO 옵션을 회신하여 주소 등록 절차를 완료한다.

주소 공간 할당(ASO): RA 메시지에 포함된 ASO는 6LBR이 요청 6LR에 제공한 주소 공간을 나타낸다. 그 다음, 6LR은 주소 등록 절차 중에 이 공간 내의 주소들을 배정할 수 있다.

등록 토큰(RTO) : ASO와 유사하게, RA 메시지에서 회신된 RTO는 요청 6LR에 승인된 토큰을 표시한다. 6LR은 이 토큰을 이용하여 주소 등록을 수행하는 6LN의 권한부여를 검증한다.

또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 도 20에 도시된 메시지에 새로운 플래그들 및 옵션들이 추가된다. 일반적으로, ND에서는, NS 메시지가 등록기관 라우터에 유니캐스팅되어 주소 등록 절차를 트리거링한다. 주소 등록을 완료하기 위해 라우터가 NA 메시지를 회신한다. 도 20은 이 메시지에 추가되는 새로운 플래그들 및 옵션을 도시한다. 새로운 플래그들은 다음을 포함한다.

AR_flag: 이 플래그는 노드가 6LR로부터 주소 배정을 요청하고 있다는 것을 표시하기 위해 포함된다.

MR_flag: 이 플래그는 요청 조건들이 충족되면, 요청 노드가 목표로 한 라우터와 주소 등록을 수행하기를 원한다는 것을 나타낸다. 목표로 한 라우터는 MRA 메시지를 이용하여 이웃 라우터들에 노드를 등록할 것이다.

등록 토큰(RTO): 노드에 주소를 배정할 수 있다는 것을 6LR들에 표시하기 위해 RTO 옵션이 포함된다. 이것은 6LN이 6LR과 주소 등록을 수행하기 위한 권한부여 메커니즘의 역할을 한다.

추가의 예시적인 실시예에서, 도 21에 도시된 바와 같이, NA 메시지는 NS 메시지에 응답하여 회신된다. 등록 상태는 회신된 ARO 옵션에서 제공된다. 또한, 등록하는 동안 주소가 배정되면, AAO 옵션에 포함된다. 다음은 각각의 옵션이 포함해야 하는 정보에 대해 설명한다.

주소 할당(AAO): AAO 옵션을 포함시킴으로써, 6LR은 제공된 주소가 6LR의 NCE에 등록된다는 것을 확인한다. 그 다음, 요청 노드는 이 주소를 이용하여 다른 노드들과 통신할 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 광고 업데이트(UA) 메시지가 설명된다. 예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이, 이 새로운 메시지는 6LR들로부터 이미 할당된 주소 공간의 슬라이스를 귀환시키기 위해 6LBR을 지원한다. UA는 ASO 옵션과 함께 6LBR에 의해 보내지며, ASO 옵션은 귀환되도록 요청된 슬라이스를 포함한다. 다음은 각각의 옵션이 포함해야 하는 정보에 대해 설명한다.

주소 공간 할당(ASO): UA 메시지에 포함된 ASO는 6LBR이 6LR로부터 귀환시키길 원하는 주소 공간의 슬라이스를 나타낸다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 확인 업데이트 메시지가 설명된다. 도 23에 도시된 바와 같이, 이 새로운 메시지는 6LR들로부터 이미 할당된 주소 공간의 슬라이스를 귀환시키는 것을 지원한다. UACK는 6LBR로부터의 UA 요청에 응답하여 6LR에 의해 회신된다. 이 요청에 대한 상태, 및 주소들이 귀환되는 경우 6LBR에 되돌려 줄 주소의 슬라이스를 제공한다. 다음은 각각의 플래그가 의미하고 각각의 옵션이 포함해야 하는 정보에 대해 설명한다.

Status_flag: 이 플래그는 6LR로부터 주소의 슬라이스를 귀환시키기 위해 UA 요청의 상태를 제공한다. 디코딩된 값들은, 0 = 귀환시킬 수 없음; 1 = 요청된 ASO 슬라이스를 귀환시킴; 2 = 요청된 ASO 슬라이스보다 작은 슬라이스를 귀환시킴; 및 3 = 요청된 ASO 슬라이스와 상이한 슬라이스를 귀환시킴이다.

주소 공간 할당(ASO): UACK 메시지에 포함된 ASO는 6LR이 6LBR에 귀환시킬 수 있는 주소 공간의 슬라이스를 나타낸다.

또 다른 실시예에 따르면, 라우터 확인 메시지가 설명된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 이것은 RS 메시지를 이용하여 주소 등록을 지원하기 위한 새로운 메시지이다. RACK는 주소 등록이 RTO 옵션 없이 RS 메시지를 이용할 때 노드에 의해 회신된다. RS가 모든 라우터들에 멀티캐스팅되기 때문에, 노드는 다중의 RA 메시지들을 수신할 수 있다. 그 다음, 등록하길 원하는 라우터를 선택하고 RACK를 회신한다. 다음은 각각의 옵션이 포함해야 하는 정보에 대해 설명한다.

주소 할당(AAO): AAO 옵션을 포함시킴으로써, 노드는 목표로 한 라우터에 등록되기를 원한다는 것을 확인한다.

주소 등록(ARO): 노드는 (AAO와 함께) ARO 옵션을 회신하여 주소 등록 절차를 완료한다.

추가의 예시적인 실시예에서, MRA 메시지는 라우터들에 의해 다른 라우터들로 보내져서 6LN을 다중의 라우터들에 등록한다. 도 25에 도시된 바와 같이, 원래 요청에서, 6LN은 MR_flag를 설정하여 다중의 라우터들에 등록하기를 원한다는 것을 표시한다. 목표로 한 라우터는 먼저 자신에게 6LN을 등록한 다음 MRA 메시지들을 이웃 라우터들에 보내서 6LN이 이들에게도 등록될 수 있게 한다. MRA는 다중의 등록들을 지원하는 것 외에도 노드가 등록된 라우터와의 통신이 끊어져 원래 등록을 유지하면서 다른 라우터에 등록하고자 하는 이동성 사례들에서도 또한 이용된다. 다음은 각각의 옵션이 포함해야 하는 정보에 대해 설명한다.

주소 할당(AAO): 목표로 한 6LR은 이웃 라우터들에 주소를 등록하기 위한 AAO 옵션을 포함한다.

주소 등록(ARO): 목표로 한 6LR은 이웃 라우터들에 요청 노드를 등록하기 위해 (AAO와 함께) ARO 옵션을 제공한다.

등록 토큰(RTO): 목표로 한 6LR은 노드의 등록과 관련된 RTO를 포함한다.

본 시스템들 및 방법들이 현재 특정한 양태들로 간주되는 것으로 설명되었지만, 본 출원은 개시된 양태들에 한정될 필요는 없다. 본 청구항들의 사상과 범위 내에 포함되는 다양한 수정들 및 유사한 배열들을 포괄하는 것으로 의도되며, 그 범위는 이러한 수정들 및 유사한 구조들 모두를 포함하도록 가장 넓게 해석되어야한다. 본 개시 내용은 다음의 청구항들의 임의의 및 모든 양태들을 포함한다.

Claims (20)

1. 장치로서,
   주소 공간을 할당하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리; 및
   상기 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서
   를 포함하며,
   상기 프로세서는,
   네트워크 상에서 라우터를 찾는(locate) 단계,
   상기 주소 공간을 예약하기 위해 상기 라우터에 주소 할당 플래그를 포함하는 라우터 요청 메시지를 보내는 단계,
   상기 라우터 요청 메시지에 기반하여 주소 공간 옵션을 포함하는 라우터 광고 메시지를 수신하는 단계, 및
   라우터 광고에서 제공된 상기 주소 공간 옵션을 저장하는 단계
   를 수행하도록 구성되는, 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주소 공간 옵션은 할당가능한 주소 범위를 추천하는 장치.
3. 제2항에 있어서,
   수신된 라우터 광고에서의 상기 주소 공간 옵션은 상기 라우터 요청 메시지에서의 제안된 주소 공간 옵션에 따르는 장치.
4. 제1항에 있어서,
   수신된 라우터 광고 메시지는 노드의 권한부여를 검증하기 위한 등록 토큰 옵션을 포함하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   찾아진 라우터는 경계 라우터인 장치.
6. 장치로서,
   라우터들 사이의 주소 공간을 통신하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리; 및
   상기 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서
   를 포함하며,
   상기 프로세서는,
   라우터로부터 주소 공간 옵션을 포함하는 메시지를 수신하는 단계,
   상기 라우터로부터의 IP 주소 및 상기 주소 공간 옵션을 포함하는 정보를 상기 메모리에 저장하는 단계, 및
   상기 주소 공간 옵션을 포함하는 메시지를 다른 라우터에 보내는 단계
   를 수행하도록 구성되는, 장치.
7. 제6항에 있어서,
   수신된 메시지는 노드의 권한부여를 검증하기 위한 등록 토큰 옵션을 포함하는 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 메모리는 배정을 위해 이용가능한 다음 IP 주소의 값을 저장하는 제1 파라미터를 포함하는 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 메모리는 배정되도록 남아 있는 주소들의 총 수를 유지하는 제2 파라미터를 포함하는 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 라우터로부터 더 많은 주소 공간을 요청하도록 또한 구성되는 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 라우터는 경계 라우터인 장치.
12. 장치로서,
    배정된 IP 주소 공간을 재할당하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리; 및
    상기 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서
    를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    이전에 할당된 주소 공간의 범위를 갖는 주소 공간 옵션을 포함하는 광고 업데이트 메시지를 경계 라우터로부터 수신하는 단계,
    주소가 상기 주소 공간 옵션에서 지정된 범위를 충족시키는지를 보기 위해 상기 메모리를 체크하는 단계, 및
    상기 이전에 할당된 주소 공간의 범위를 귀환시키는 것에 관한 정보를 갖는 확인 메시지를 상기 경계 라우터에 보내는 단계
    를 수행하도록 구성되는, 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 확인 메시지에서의 정보는 상태 코드, 상기 이전에 할당된 주소 공간 전체의 귀환, 상기 이전에 할당된 주소 공간 일부의 귀환, 상기 이전에 할당된 주소 공간의 귀환 없음 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 확인 메시지에 기반하여 이용가능한 할당된 주소 공간의 메모리를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 장치.
15. 장치로서,
    라우터에 노드를 등록하기 위한 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리; 및
    상기 비일시적 메모리에 동작가능하게 결합된 프로세서
    를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    노드로부터 주소 요청을 갖는 메시지를 수신하는 단계,
    주소 할당 옵션을 이용하여 상기 노드에 주소를 배정하는 단계,
    상기 노드에, 주소 등록 옵션 및 상기 주소 할당 옵션을 포함하는 메시지를 보내는 단계, 및
    상기 노드로부터, 상기 주소 등록 옵션 및 상기 주소 할당 옵션을 포함하는 확인을 수신하는 단계
    를 수행하도록 구성되는, 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 노드로부터 수신된 메시지는 노드의 권한부여를 검증하기 위한 등록 토큰 옵션을 포함하는 장치.
17. 제15항에 있어서,
    상기 배정하는 단계는 상기 등록 토큰 옵션이 내부의 등록 토큰 옵션과 일치하는지를 체크하는 단계를 포함하는 장치.
18. 제15항에 있어서,
    상기 노드로부터 수신된 메시지는 다중의 등록 플래그를 포함하는 장치.
19. 제15항에 있어서,
    상기 메모리는 총 주소 및 다음 주소에 관한 정보를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 배정하는 단계 이후에 상기 총 주소 및 상기 다음 주소를 업데이트하는 장치.
20. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 노드의 등록 토큰 옵션의 체크에 기반하여 상기 노드를 제2 라우터에 등록하기 위한 메시지를 상기 제2 라우터에 보내도록 또한 구성되는 장치.
    

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