WO2014035193A1

WO2014035193A1 - 동적 포트포워딩 기능을 갖는 인터넷 공유기

Info

Publication number: WO2014035193A1
Application number: PCT/KR2013/007853
Authority: WO
Inventors: 임종진
Original assignee: Lim Jongjin
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-03-06
Also published as: CN104756457A

Abstract

본 발명은 미리 약속된 방법에 따라 공유기와 내부 기기와 정보를 주고 받음으로써 동적으로 포트포워딩 기능을 설정할 수 있는 인터넷 공유기이다. 본 발명에 의하면 자동으로 포트포워딩 정보가 설정되기 때문에 DHCP를 사용할 때에도 내부 컴퓨터의 IP주소가 변경되거나 내부 컴퓨터가 추가되더라도 그 때마다 사람이 공유기 설정 화면에서 일일이 포트포워딩을 설정할 필요가 없다.

Description

동적 포트포워딩 기능을 갖는 인터넷 공유기

인터넷, 공유기, 포트포워딩, 포트트리거, DMZ, 게이트웨이

인터넷 공유기는 부족한 공인 IP를 해결해 줄 뿐만 아니라 여러 대의 컴퓨터나 기기들이 하나의 공인 IP를 통해 외부에 접속할 수 있는 매우 유용한 장치이다.

인터넷 공유기는 공유기 내부에서 외부로의 인터넷 접속은 자유롭지만 외부에서 공유기 내부에 있는 컴퓨터로 접속하는 것은 어렵다.

외부로부터 공유기의 특정 포트번호로 접속하면 공유기 내부의 특정 IP주소를 갖는 장치의 특정 포트번호로 연결되는 포트포워딩이라는 기능이 이 기능을 이용하면 공유기에 있어 공유기 외부에서 공유기 내부에 있는 장치로 접속할 수 있기는 하지만 이 기능을 사용하려면 사람이 공유기 설정 화면에서 미리 공유기 포트번호와 내부 기기의 IP주소, 포트번호를 설정해야 하는데 대부분 공유기의 DHCP 기능을 이용하여 동적으로 IP 주소를 할당하기 때문에 미리 설정하기가 어렵다.

본 발명은 이런 문제점을 해결하기 위해서 미리 약속된 방법에 따라 내부 기기와 정보를 주고 받음으로써 동적으로 포트포워딩 기능을 설정할 수 있는 인터넷 공유기이다.

본 발명에 의하면 자동으로 포트포워딩 정보가 설정되기 때문에 DHCP를 사용할 때에도 내부 컴퓨터의 IP주소가 변경되거나 내부 컴퓨터가 추가되더라도 그 때마다 사람이 공유기 설정 화면에서 일일이 포트포워딩을 설정할 필요가 없다.

도1,2는 본 발명에 따른 동적 포트포워딩 절차를 표시한 흐름도이다.

도3은 게이트웨이 장치의 동작을 표시한 흐름도이다.

도4는 본 발명에 의한 활용 예시이다.

발명의 실시를 위한 형태 중 첫번째 방안이 제일 간단한 형태이다.

제 1단계, 내부 컴퓨터는 자신에게 접속할 때 사용할 포트번호와 프로토콜(TCP 혹은 UDP)을 공유기에 전송한다.

예를 들어 대부분의 공유기 내부 IP 주소는 192.168.0.1이므로

http://192.168.0.1/dynamicpf.htm?port=110&protocol=TCP

와 같이 호출한다.

제 2단계, 공유기는 할당되지 않은 포트번호 중에서 하나를 할당한 후 할당된 포트번호와 내부 컴퓨터의 IP주소, 내부 컴퓨터에서 전송한 포트번호와 프로토콜을 포트포워딩 목록에 추가한다.

제 3단계, 공유기는 동적으로 할당한 포트번호를 내부 컴퓨터에 리턴한다.

더 이상 사용할 포트번호가 없을 경우에는 오류를 리턴한다.

제 4단계, 내부 컴퓨터는 리턴된 포트번호가 포트포워딩에 사용되는 공유기의 포트번호임을 인지한다.

본 발명을 컴퓨터 간의 연결을 예로 들어 자세하게 설명하겠다.

먼저 다음과 같이 용어를 정의한다.

공유기 : 본 발명에 의한 인터넷 공유기

내부 컴퓨터 : 공유기 내부에 존재하는 사설 IP주소를 갖는 인터넷 장치 또는 그 위에서 동작하는 프로그램

외부 컴퓨터 : 공유기 외부에 존재하는 인터넷 장치 또는 그 위에서 동작하는 프로그램

외부 서버 : 공유기 외부에 존재하는 공인 IP주소를 갖는 서버

게이트웨이 : 양쪽을 연결하는 장치로 여기에서는 내부 컴퓨터로 연결을 설정하고 양쪽의 데이터를 상대방에게 전달하는 장치

동적으로 포트번호를 할당하기 위해 공유기와 내부 컴퓨터 간에 정보를 교환하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다.

여기에서는 네가지 방법을 예를 들어 설명하겠다.

첫째, 내부 컴퓨터에서 공유기에 접속하여 데이타를 주고 받는 방법이 있다.

대부분의 공유기는 내부 컴퓨터에서 웹으로 접속할 수 있으므로 공유기의 특정 웹페이지를 호출하는 방법을 예로 들어 설명하겠다.

우선 동적 포트포워딩을 허용한 경우에만 동적 포트포워딩 기능을 사용할 수 있도록 공유기의 웹서버에 접속하여 공유기 설정 화면에서 동적 포트포워딩을 활성화시킬 수 있다.

예를 들어 대부분의 공유기 내부 IP 주소는 192.168.0.1이므로

http://192.168.0.1/dynamicpf.htm?port=110&protocol=TCP

와 같이 호출한다.

제 2단계, 공유기는 할당되지 않은 포트번호 중에서 하나를 할당한 후 할당된 포트번호와 접속한 내부 컴퓨터의 IP주소, 내부 컴퓨터에서 전송한 포트번호와 프로토콜을 포트포워딩 목록에 추가한다.

본 발명을 활용하여 외부에서 접속하는 방법을 예를 들어 설명하겠다.

제 1단계, 동적으로 포트번호를 할당 받은 내부 컴퓨터는 외부 서버에 접속하여 자신을 식별할 수 있는 ID 정보와 할당된 포트포워딩 포트번호를 전송하고, 외부 서버는 접속한 공유기의 IP주소와 전송된 포트번호와 ID 정보를 저장한다.

제 2단계, 외부 컴퓨터는 외부 서버에 접속하여 연결하고자 하는 컴퓨터의 ID를 전송하고 외부 서버는 ID 정보로부터 공유기의 IP주소와 포트번호를 검색하여 리턴한다.

제 3단계, 외부 컴퓨터가 리턴받은 IP주소와 포트번호로 접속하면 공유기의 포트포워딩 포트에 접속되고, 공유기는 포트포워딩 목록에서 해당 포트번호에 매핑된 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호를 검색하여 지정된 내부 컴퓨터의 포트번호로 연결한다.

내부 컴퓨터의 전원이 꺼지거나 랜선이 절단되거나 무선 공유기의 경우 내부 컴퓨터가 공유기의 와이파이 범위를 벗어나는 등 해당 컴퓨터와의 물리적 연결이 끊어지면 포트포워딩 목록에서 해당 포트포워딩을 제거할 수 있다.

물론 내부 컴퓨터가 공유기의 고정 IP주소를 사용하는 경우에는 어차피 컴퓨터가 다시 다시 접속하면 똑같은 IP주소를 사용할 것이므로 포트포워딩을 제거할 필요가 없다.

위에서 설명한 HTTP 이외에 다른 프로토콜에 의해 공유기에 접속하여 위와 같은 순서에 따라 포트를 할당할 수 있다.

둘째, 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호로부터 공개된 공식에 의해 계산하여 포트를 할당할 수 있다.

예를 들어 내부 컴퓨터는 보통 192.168.0.2에서부터 약 250개의 주소를 가질 수 있으므로 동적 포트포워딩에 사용하는 포트번호를 100으로 제한한다면

동적으로 할당되는 포트번호 = 포트번호 * 256 + IP주소

와 같은 수식에 의해 공유기 내부 컴퓨터는 각각의 자신의 포트번호에 대해 약 25,000개의 포트번호 중 하나를 가질 수 있으며, 내부 컴퓨터는 자신이 사용할 포트번호로부터 공유기의 포트포워딩 포트번호를 계산할 수 있다.

셋째, 공유기의 포트트리거 기능을 변형하여 사용할 수 있다.

일부 공유기에 존재하는 포트트리거 기능은 사용 목적은 다르지만 내부 컴퓨터가 공유기에 미리 설정된 포트번호 중 하나를 이용하여 공유기에 접속하면 미리 설정된 포트번호 중에 하나를 할당하고 할당된 포트번호와 접속한 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호를 포트포워딩 목록에 추가하는 기능이다.

이런 포트트리거 기능과 유사하게 다음과 같이 포트번호를 할당하면 공유기 외부 컴퓨터가 공유기 내부의 특정 컴퓨터에 접속할 수 있다.

제 1단계, 내부 컴퓨터는 자신의 포트번호와 프로토콜을 지정하고 공유기를 통해 외부 서버에 접속을 시도한다.

제 2단계, 공유기는 내부 컴퓨터의 요청에 따라 외부 서버에 접속하기 위해서 포트번호를 할당하고, 할당된 포트번호와 접속한 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호, 프로토콜을 포트포워딩 목록에 추가한다.

제 3단계, 내부 컴퓨터가 외부 서버에 접속하는 경우 내부 컴퓨터는 공유기의 포트번호를 인식할 수 없지만 외부 서버는 자신에게 접속한 공유기의 IP주소와 포트번호를 인식할 수 있으므로 자신에게 접속한 공유기의 IP주소와 포트번호 또는 포트번호를 공유기 내부 컴퓨터에 리턴한다.

제 4단계, 리턴된 정보는 공유기를 통해 내부 컴퓨터에 전달되고 내부 컴퓨터는 리턴된 포트번호가 포트포워딩에 사용되는 공유기의 포트번호임을 인지한다.

이 때 포트번호를 얻기 위해 접속하는 외부 서버와 상기의 활용 예에서 설명한 외부 서버가 동일한 서버라면 내부 컴퓨터는 외부 서버에 접속한 후에 자신을 식별할 수 있는 ID 정보를 전송고, 외부 서버는 전송된 ID 정보와 자신에게 접속한 공유기의 IP주소와 포트번호를 저장한다.

이 경우에는 공유기 내부 컴퓨터는 공유기의 IP주소와 포트번호를 다시 외부 서버에 전송할 필요가 없으므로 공유기의 IP주소와 포트번호를 알아야 할 필요가 없고 따라서 굳이 포트번호를 리턴받을 필요도 없다.

또한 외부로부터의 접속을 기다리기 위해서는 공유기와 내부 컴퓨터의 포트가 대기 상태(리슨)가 되어야 하는데 이미 사용 중인 포트를 대기 상태로 전환할 수 없기 때문에 내부 컴퓨터는 포트번호를 리턴받은 후 바로 외부 서버와의 접속을 종료하고 내부 컴퓨터가 접속을 종료하면 공유기 역시 접속이 종료된다.

이 후 내부 컴퓨터는 처음 공유기에 접속한 자신의 포트번호, 공유기는 자신이 할당한 포트번호를 이용하여 외부로부터의 접속을 기다리는 대기 상태(리슨)로 전환한다.

아울러 외부 컴퓨터가 내부 컴퓨터에 접속할 수도 있지만 웹서핑 같이 내부 컴퓨터가 공유기 외부에 존재하는 다양한 서버에 접속할 수도 있는데 이 때에는 포트포워딩을 설정할 필요가 없을 뿐만 아니라 연결할 때마다 포트포워딩을 설정하면 포트가 부족할 수도 있기 때문에 포트포워딩에 사용하는 내부 컴퓨터의 포트번호의 범위를 제한할 수도 있다.

넷째, 공유기 내부에 게이트웨이 장치를 두어 동적 포트포워딩과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저 공유기의 포트포워딩이나 DMZ 기능을 이용하여 공유기의 특정 포트로 접속할 경우 게이트웨이로 연결하도록 설정한다.

제 1단계, 내부 컴퓨터는 외부 서버에 접속하여 자신을 식별할 수 있는 ID 정보와 공유기의 포트포워딩 포트번호, 자신의 사설 IP주소, 자신에게 접속할 때 사용할 포트번호를 전송하고, 외부 서버는 자신에게 접속한 공유기의 공인 IP주소와 전송된 정보를 저장한다.

제 2단계, 외부 컴퓨터는 외부 서버에 접속하여 연결하고자 하는 컴퓨터의 ID를 전송하고, 외부 서버는 ID 정보로부터 공유기의 IP주소와 포트번호, 연결할 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호를 리턴한다.

제 3단계, 외부 컴퓨터가 리턴 받은 공유기의 IP주소와 포트번호로 접속하면 공유기의 포트포워딩 기능에 의해 게이트웨이로 접속한다.

제 4단계, 접속한 후 외부 컴퓨터는 연결하고자 하는 내부 컴퓨터의 IP주소와 포트번호를 전송하고 게이트웨이는 전송된 정보에 의해 내부 컴퓨터의 포트에 접속한다.

제 5단계, 내부 컴퓨터까지 접속이 완료된 후 게이트웨이는 양쪽에서 전송된 데이터를 서로 상대방에게 전송하는 중계 역할을 한다.

이 때 외부 서버에 내부 컴퓨터를 식별할 수 있는 ID와 공유기의 IP주소와 포트번호를 저장하고, 게이트웨이에 내부 컴퓨터를 식별할 수 있는 ID와 내부 컴퓨터의 사설 IP주소와 포트번호를 저장하여 외부 컴퓨터에서는 공유기를 통해 게이트웨이에 접속한 후 ID를 전달하고 게이트웨이가 ID로부터 이에 매핑된 내부 컴퓨터에 접속하도록 할 수도 있다.

본 기능을 공유기와 일체로 만들 수도 있다.

이상의 설명은 발명의 한 실시 예이며, 다양한 개조가 가능하다.

본 발명에 의하면 자동으로 설정되기 때문에 DHCP를 사용할 때에도 내부 컴퓨터의 IP주소가 변경될 때마다 사람이 공유기 설정 화면에서 일일이 포트포워딩을 설정할 필요가 없다.

아울러 스마트폰 등 이동 단말기의 사용이 증가하는 상황에서 단말기 간의 직접 연결을 통해 통신 속도를 증가시키고, 서버의 부하를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 트래픽을 감소시킬 수 있다.

Claims

동적으로 포트포워딩 기능을 설정하는 기능을 갖는 인터넷 공유기
1항에 있어

공유기 내부 컴퓨터가 공유기에 접속한 후 자신에게 접속할 때 사용할 포트번호를 전송하는 단계;

공유기는 동적으로 포트포워딩 포트번호를 할당하고 할당된 포트번호와 내부 컴퓨터의 IP주소, 포트번호를 포트포워딩 목록에 추가하는 단계;

동적으로 할당된 포트포워딩 포트번호를 내부 컴퓨터에 리턴하는 단계;

를 포함함을 특징으로 하는 인터넷 공유기
1항에 있어

공유기 내부 컴퓨터가 외부 서버에 접속하기 위해 공유기에 접속하는 단계;

공유기는 동적으로 포트포워딩 포트번호를 할당하고 할당된 포트번호와 내부 컴퓨터의 IP주소, 포트번호를 포트포워딩 목록에 추가하는 단계;

공유기가 동적으로 할당한 포트번호를 이용하여 외부 서버에 접속하는 단계;

외부 서버가 공유기의 IP주소와 포트번호를 저장하는 단계;

를 포함함을 특징으로 하는 인터넷 공유기
1항에 있어

물리적으로 공유기와 내부 컴퓨터와의 연결이 끊어지면 포트포워딩 목록에서 해당 포트포워딩을 삭제함을 특징으로 하는 인터넷 공유기
1항에 있어

내부 컴퓨터가 공유기로부터 포트번호를 할당받는 단계;

내부 컴퓨터가 자신을 식별할 수 있는 ID 정보와 공유기로부터 할당받은 포트번호를 외부 서버에 전송하고, 외부 서버는 접속한 공유기의 공인 IP주소와 전송된 포트번호와 ID 정보를 저장하는 단계;

내부 컴퓨터에 접속하고자 하는 외부 컴퓨터가 외부 서버에 접속하여 ID를 전송하고, 외부 서버는 ID로부터 공유기의 IP주소와 포트번호를 리턴하는 단계;

외부 컴퓨터는 리턴받은 IP주소와 포트번호로 공유기에 접속하는 단계

공유기는 포트번호로부터 지정된 내부 컴퓨터의 지정된 포트번호로 연결하는 단계;

로 구성됨을 특징으로 하는 공유기 외부로부터의 접속 방법
공유기의 포트포워딩 기능에 의해 공유기 내부의 특정 컴퓨터(게이트웨이)에 포트를 할당하는 단계;

내부 컴퓨터가 외부 서버에 접속하여 자신을 식별할 수 있는 ID 정보와 공유기의 포트포워딩 포트번호, 자신의 사설 IP주소와 포트번호를 전송하는 단계;

외부 서버는 자신에게 접속한 공유기의 공인 IP주소와 전송된 정보를 저장하는 단계;

외부 컴퓨터가 외부 서버에 접속한 후 접속할 내부 컴퓨터의 ID를 전송하고, 외부 서버는 ID로부터 공유기의 IP주소와 포트번호, 내부 컴퓨터의 사설 IP주소와 포트번호를 리턴하는 단계;

외부 컴퓨터는 리턴받은 공유기의 IP주소와 포트번호로 접속하고 공유기는 포트번호로부터 내부 게이트웨이로 연결하는 단계;

외부 컴퓨터는 내부 컴퓨터의 사설 IP주소와 포트번호를 게이트웨이에 전송하는 단계;

게이트웨이는 내부 컴퓨터로 연결하는 단계;

연결 후 게이트웨이는 양쪽의 데이터를 서로 상대방에게 전송하는 단계;

로 구성됨을 특징으로 하는 공유기 외부로부터의 접속 방법