KR100924428B1 - 휴대인터넷 망에서 듀얼 스택 지원 방법과 그를 위한 주소할당 및 등록 방법과 패킷 전달 방법 - Google Patents

휴대인터넷 망에서 듀얼 스택 지원 방법과 그를 위한 주소할당 및 등록 방법과 패킷 전달 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대인터넷 망에서 듀얼 스택 지원 방법과 그를 위한 주소 할당 및 등록 방법과 패킷 전달 방법에 관한 것으로, 특히 휴대인터넷 망에서 IPv4 주소와 IPv6 주소를 동시에 사용하는 듀얼 스택 단말의 이동성을 보장하여 끊김없는 서비스를 제공하고, 홈에이전트(HA) 및 제어국(ACR)의 라우팅 부하를 줄일 수 있는, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 휴대인터넷 망에서의 듀얼 스택 지원 방법에 있어서, 제어국(ACR)이 듀얼 스택 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하여, 상기 ACR과 홈에이전트(HA) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보와 함께 상기 HA에 등록하는 단계; 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계; 상기 MN으로의 하향 트래픽 발생시, 상기 HA가 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 상기 키 정보를 포함하는 터널 헤더를 인캡슐레이션하여, 터널 종단점 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계; 상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 RAS로 전송하는 단계; 및 상기 RAS가 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상기 MN으로 전송하는 단계를 포함한다.
휴대인터넷, 듀얼 스택, IPv4, IPv6, 터널

Description

휴대인터넷 망에서 듀얼 스택 지원 방법과 그를 위한 주소 할당 및 등록 방법과 패킷 전달 방법{Method for supporting dual stack in wireless broadband access network, address allocation/registration method and packet routing method in its}
본 발명은 휴대인터넷 망에서 듀얼 스택(Dual Stack) 지원 방법과 그를 위한 주소 할당 및 등록 방법과 패킷 전달 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 휴대인터넷 망에서 IPv4(Internet Protocol version 4) 주소와 IPv6(IP version 6) 주소를 동시에 사용하는 듀얼 스택 단말의 이동성을 보장하여 끊김없는 서비스를 제공하고, 홈에이전트(HA : Home Agent) 및 제어국(ACR : Access Control Router)의 라우팅 부하를 줄일 수 있는, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원을 위해, 프록시 이동 IP(PMIP : Proxy Mobile IP)를 이용해서 듀얼 스택 단말에 IPv4 및 IPv6 주소를 할당하고[주소 할당 방법], 단말의 IPv4 및 IPv6 주소를 하나의 홈에이전트(HA)에 등록하여[주소 등록 방법], 홈에이전트(HA)에서 단말의 IPv4 및 IPv6 주소를 이용하 여 GRE(Generic Route Encapsulation) 터널을 통해 제어국(ACR)으로 트래픽을 전송(라우팅)하는 것이다[패킷 전달 방법].
현재, 인터넷 환경에서는 32비트로 구성된 클래스 기반의 주소체계(IPv4)를 가지고 있다. 이러한 주소체계는 인터넷 주소 할당 과정에서 수요에 따른 정확한 주소 분배가 어렵다. 그리고, 인터넷의 기하급수적인 성장에 따른 IP 주소의 급격한 증가 때문에 향후 이동통신 및 홈네트워킹, 그리고 정보가전 등에서 요구하는 주소 수요를 충족시킬 수 없게 되었다. 또한, IPv4 프로토콜은 최근 이슈가 되고 있는 보안 문제와 QoS, 그리고 향후 서비스 예정인 이종 통신 네트워크들과의 연동에 한계가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 IETF에서는 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하고 새로운 서비스들을 수용할 수 있도록 IPv6를 개발하여 발표하였다. 차세대 인터넷 환경은 IPv6 기반의 유비쿼터스 환경으로 진화할 것으로 예상되며, 따라서 기존의 IPv4 환경에서의 단말을 포함한 모든 노드들의 이동성을 제공할 수 있어야 한다.
따라서, IPv4에서 IPv6로의 전이 과정이 예상된다. 즉, IPv6 인터넷은 기본적으로 IP 스택이 IPv4에서 IPv6로 대체되는 것을 의미하며, IPv6로 완전한 전환이 인터넷에서 이루어지기까지는 IPv4와 IPv6를 모두 사용할 수 있게 2개의 IP 스택을 모두 구현하여 가지고 있는 'IPv4/IPv6 듀얼 스택(Dual Stack) 호스트(Host)'가 IPv6로의 전환 방식으로 사용될 것이다.
즉, IPv6의 활성화가 진행됨에 따라 기존의 IPv4 망과 공존하는 형태가 될 것이다. 즉, 현재의 인터넷의 많은 IPv4 노드(호스트와 라우터)들을 한꺼번에 IPv6로 대치하는 것은 사실상 불가능하며, 따라서 IPv4와 IPv6를 같이 사용하는 방법을 모색하여 점진적으로 인터넷 환경으로 넘어갈 것이다. 이에, IPv4 망과 IPv6 망을 동시에 연동하여 혼재된 망 속에서 서비스가 가능하기 위해서는, IPv6와 IPv4를 동시에 가지는 듀얼 스택 구조가 필요하다.
이러한 전환 과정에서는 IPv4 및 IPv6 듀얼 스택을 사용하는 단말이 필연적으로 존재하며, 듀얼 스택 단말은 IPv4 망의 노드[상대 노드(CN : Correspondent Node)] 또는 IPv6 망의 상대 노드(CN)와 통신하는 경우가 발생하게 된다. 이때, 듀얼 스택 단말은 IPv4 응용 프로그램 및 IPv6 응용 프로그램을 모두 탑재하고 있어야만, IPv4 및 IPv6 망의 노드와 통신이 가능하게 된다.
네트워크 장비인 라우터의 경우에도 마찬가지로 IPv4/IPv6 듀얼 스택 라우터로 구현 가능하다. 따라서, IPv6 라우터는 IPv4는 기본으로, 그리고 IPv6를 함께 가지고 있어서 사실상의 IPv4와 IPv6 모두를 지원하는 듀얼 스택 라우터이다. 그러나, 백본에 사용하는 대형 백본 라우터들은 IPv4/IPv6 듀얼 스택을 지원하지 않을 수도 있다. 듀얼 스택 라우터는 활용성이 많지만, 고속 라우팅 처리라는 관점에서 보면 IPv4 라우팅 테이블과 IPv6 라우팅 테이블 모두를 관리하고 이에 따라 라우팅을 처리하는 것은 상당한 부하 증가를 가져온다. 따라서, 백본 라우터에는 IPv6 전용(Only) 라우터가 적합하다.
그러나 무엇보다도, 휴대인터넷 망에서는 IPv4 및 IPv6 주소에 대해서 각각 의 에이전트(Agent)가 제어국(ACR)에 있어서 대응되는 두 개의 홈에이전트(HA)에 별도로 등록하고, 트래픽도 각각 처리한다. 비록, 제어국(ACR)을 듀얼 스택 구조로 구현하여 IPv4 및 IPv6 트래픽을 처리할 수 있다 하더라도, IPv4용 HA와 IPv6용 HA가 각각 필요하고, 트래픽 역시 각각 처리할 수밖에 없다.
이처럼, IPv4/IPv6 듀얼 스택 호스트, IPv4 전용 호스트, 그리고 IPv6 전용 호스트가 공존하는 환경이 IPv6 전환 단계의 환경이다.
종래의 방법은 휴대인터넷 망의 기술 특성을 고려할 때, 다음과 같은 문제점이 있다.
홈에이전트(HA)와 제어국(ACR)을 연결하는 IP 망이 IPv4 망인지 IPv6 망인지에 따라 각각 별도의 처리가 필요하다. 또한, 제어국(ACR)에서 각 듀얼 스택 단말에 대해서 두 개의 HA(IPv4용 HA, IPv6용 HA)를 관리하기 때문에, 제어국(ACR)에서 라우팅 처리를 위한 트래픽 분류 및 분석을 위한 처리 기능이 필요하여 패킷 전달 시간이 지연된다. 또한, 홈에이전트(HA)에서도 사용자 기준이 아닌 IP 주소 기준으로 등록하여, 통합적인 사용자 관리를 위해서는 두 개의 HA 간 데이터를 관리해야 하는 단점이 있다.
또한, PMIP[참고적으로, PMIPv6는 단말이 스스로 이동성을 지원하지 않더라도 MAG(Mobile Access Gateway)가 단말 대신 이동성을 처리하여 IPv6 이동성을 지원함]에서는 홈에이전트(HA)와 제어국(ACR) 간 터널(Tunnel)을 이용하고, 기본적으로 휴대인터넷 망에서도 제어국(ACR)과 기지국(RAS : Radio Access Station) 간 터 널(Tunnel)을 이용하므로 패킷의 인캡슐레이션과 디캡슐레이션을 위한 처리가 요구되어, 패킷 전달 시간이 지연되는 단점이 있다.
이러한 점을 고려할 때, IPv4와 IPv6를 지원하는 듀얼 스택(Dual Stack)인 경우에도, 하나의 홈에이전트(HA)에서 사용자를 관리하고, 홈에이전트(HA)와 제어국(ACR) 간, 그리고 제어국(ACR)과 기지국(RAS) 간 터널(Tunnel)을 이용할 때 효율적으로 패킷을 전달하는 방법(즉, HA 및 ACR의 라우팅 부하 감소 방안)이 필수적으로 요구된다. 설령, 홈에이전트(HA)와 제어국(ACR) 간의 망에서 IPv4 및 IPv6 듀얼 스택을 지원하지 않는다 하더라도, 듀얼 스택 단말을 정상적으로 지원할 수 있어야 할 것이다.
따라서, 본 발명은 휴대인터넷 망에서 IPv4 주소와 IPv6 주소를 동시에 사용하는 듀얼 스택 단말의 이동성을 보장하여 끊김없는 서비스를 제공하고, 홈에이전트(HA) 및 제어국(ACR)의 라우팅 부하를 줄일 수 있는, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원 방법을 제공하는데 제1 목적이 있다.
또한, 본 발명은, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원을 위하여, 프록시 이동 IP(PMIP)를 이용해서 듀얼 스택 단말에 IPv4 및 IPv6 주소를 할당하는 주소 할당 방법을 제공하는데 제2 목적이 있다. 이는 IPv4 및 IPv6 듀얼 스택을 지원하는 프록시 이동 IP 구현을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원을 위하여, 단말의 IPv4 및 IPv6 주소를 하나의 홈에이전트(HA)에 효과적으로 등록하는 주소 등록 방법을 제공하는데 제3 목적이 있다.
또한, 본 발명은, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원을 위하여, 홈에이전트(HA)에서 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 이용하여 GRE 터널을 통해 제어국(ACR)으로 하향 트래픽을 효율적으로 전송(라우팅)하는 패킷 전달 방법을 제공하는데 제4 목적이 있다. 이는 HA에서 단말(MN)을 목적지로 하는 IPv4 및 IPv6 하향 트래픽을 라우팅함에 있어서, 단말(MN)로 전달하는 하향 트래픽에 대한 효율적인 라우팅을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은, IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 지원을 위하여, 제어국(ACR)에서 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 이용하여 GRE 터널을 통해 홈에이전트(HA)로 상향 트래픽을 효율적으로 전송(라우팅)하는 패킷 전달 방법을 제공하는데 제5 목적이 있다. 이는 ACR에서 단말(CN)을 목적지로 하는 IPv4 및 IPv6 상향 트래픽을 라우팅함에 있어서, 단말(CN)로 전달하는 상향 트래픽에 대한 효율적인 라우팅을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 듀얼 스택 지원을 위한 단말 주소 할당 방법에 있어서, 듀얼 스택 단말(MN) 접속시, 제어국(ACR)이 프록시 이동 IP 기능을 이용해서 상기 MN의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하는 단계; 프록시 바인딩 갱신 메시지를 통해, 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 홈에이전트(HA)에 등록하고, 상기 MN의 IPv4 및 IPv6 지원을 위해 상기 ACR과 상기 HA 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 상기 HA에 등록하는 단계; 및 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상기 주소 할당 방법에 의해 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 등록하는 방법에 있어서, 상기 ACR로부터 수신된 IPv4 및 IPv6 주소를, 상기 제1 터널의 키 정보와, 상기 제1 터널의 종단점 정보로서 ACR 주소와 맵핑시켜, 하나의 HA에서 관리하는 것을 특징으로 한다.
상기 제4 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 듀얼 스택 지원을 위한 패킷 전달 방법에 있어서, 하향 트래픽 처리시, 홈에이전트(HA)가 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 '상기 HA와 제어국(ACR) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 포함하는 터널 헤더'를 인캡슐레이션하여, 인캡슐레이션된 패킷을 터널 종단점 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계; 상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'을 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 RAS로 전송하는 단계; 및 상기 RAS가 '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'에서 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 이동 단말(MN)으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제5 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 듀얼 스택 지원을 위한 패킷 전달 방법에 있어서, 상향 트래픽 처리시, 기지국(RAS)이 이동 단말(MN)의 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 '상기 RAS와 제어국(ACR) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 포함하는 터널 헤더'를 인캡슐레이션하여, 인캡슐레이션된 패킷을 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR로 전송하는 단계; 상기 ACR이 상기 인캡슐레 이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'을 상기 키 정보를 바탕으로 홈에이전트(HA)와 상기 ACR 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 HA로 전송하는 단계; 및 상기 HA가 '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'에서 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상대 노드(CN)로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 제4 목적 달성을 바탕으로, 상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대인터넷 망에서의 듀얼 스택 지원 방법에 있어서, 제어국(ACR)이 듀얼 스택 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하여, 상기 ACR과 홈에이전트(HA) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보와 함께 상기 HA에 등록하는 단계; 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계; 상기 MN으로의 하향 트래픽 발생시, 상기 HA가 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 상기 키 정보를 포함하는 터널 헤더를 인캡슐레이션하여, 터널 종단점 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계; 상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 RAS로 전송하는 단계; 및 상기 RAS가 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상기 MN으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5 목적 달성을 바탕으로, 상기 제1 목적 달성을 위한 본 발명은, 휴대인터넷 망에서의 듀얼 스택 지원 방법에 있어서, 제어국(ACR)이 듀얼 스택 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하여, 상기 ACR과 홈에이전트(HA) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보와 함께 상기 HA에 등록하는 단계; 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계; 상기 MN으로부터의 상향 트래픽 발생시, 기지국(RAS)이 상기 MN의 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 상기 키 정보를 포함하는 터널 헤더를 인캡슐레이션하여, 상기 키 정보를 바탕으로 상기 RAS와 상기 ACR 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계; 상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, 상기 키 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 HA로 전송하는 단계; 및 상기 HA가 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상대 노드(CN)로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, IPv4 및 IPv6 주소를 하나의 HA에 등록하여, IPv4 및 IPv6를 동시에 지원하는 듀얼 스택 단말의 이동성을 보장하여 끊김없는 서비스를 제공하고, 듀얼 스택 단말에 대한 트랙픽 발생시 GRE 터널을 이용해서 HA와 ACR, ACR과 RAS 간의 불필요한 인캡슐레이션 과정을 줄여 효율적인 라우팅을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 GRE 키를 이용하여 라우팅 정보 관리에 필요한 데이터를 줄이고, 라우팅 정보 검색이 빨라 패킷 전달 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휴대인터넷 망의 IPv4 및 IPv6 지원 여부에 관계없이 GRE 터널만을 이용해서 듀얼 스택을 지원할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 휴대인터넷(WiBro) 망의 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상 휴대인터넷(WiBro) 망은, 기지국(RAS)(20)과 무선접속을 통해 서비스를 제공하는 이동 단말(MN : Mobile Node)(10), 이동 단말(MN)(10)과의 무선접속을 IPv4 망 및 IPv6 망과 연결해 주는 기지국(RAS)(20), 그리고 IP 접속 및 이동성 관리 등을 위한 제어국(ACR)(30)으로 구성되어 있다.
무선 접속망 외부에서 패킷을 이동 단말(MN)(10)에게 전달시 라우터(AR : Access Router)(40)를 통해 기지국 장치(BS : Base Station)(20,30)에 전달하며, 기지국 장치(BS)(20,30)는 이동 단말(MN)(10)에게 패킷을 전달한다.
상기에서, 기지국(RAS)(20) 및 제어국(ACR)(30)은 하나의 기지국 장치(BS)에 통합 구성될 수 있으며, 별도로 분리 구성될 수도 있다.
프록시 이동 IP를 지원하는 휴대인터넷 망은 제어국(ACR)(30)이 프록시 이동 IPv4(PMIPv4) 또는 프록시 이동 IPv6(PMIPv6) 또는 PMIPv4와 PMIPv6를 지원한다.
이동 단말(MN)(10)은 IPv4 및 IPv6 주소를 사용하는 듀얼 스택 단말이다.
제어국(ACR)(30)은 IPv4 및 IPv6를 지원하며, 휴대인터넷 망에서 프록시 이동 IP(PMIP)를 지원한다.
홈에이전트(HA)(50)는 IPv4, IPv6를 모두 지원한다.
단말(11)과 IPv4 망 및 IPv6 망의 상대 노드(CN)(60,70)가 통신하는 트래픽은 항상 홈에이전트(HA)(50)와 제어국(ACR)(30) 간의 터널(101)과 제어국(ACR)(30)과 기지국(RAS)(20) 간의 터널(102)을 이용하여 전달된다. 이때, 터널(101,102)은 일예로 GRE 터널 방식을 사용한다.
휴대인터넷 망에서 IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 단말(10)를 지원하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이 PMIP를 이용해서 IPv4 및 IPv6 주소를 단말(10)에 할당해 주어야 한다. 이때, 할당된 IPv4 및 IPv6 주소는 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 홈에이전트(HA)(50)에 등록하여 관리하여야 한다. 이후, 홈에이전트(HA)(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 IPv4 망 및 IPv6 망의 상대 노드(CN)(60,70)에서 IPv4 및 IPv6 주소를 갖는 단말(10)로 전송하는 IPv4/IPv6 트래픽에 대해서 효율적으로 라우팅을 수행한다.
본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법은, 크게 휴대인터넷 망에서 IPv4 및 IPv6 듀얼 스택 단말(MN)(10)을 지원하기 위하여 PMIP를 이용해서 IPv4 및 IPv6 주소를 MN(10)에 할당하는 주소 할당 과정[도 2 참조]과, 할당된 IPv4 및 IPv6 주소를 동일한 HA(50)에 등록하여 관리하는 주소 등록 과정[도 3 참조]과, CN(60,70)에서 등록된 IPv4 및 IPv6 주소를 갖는 단말(MN)(10)로 전송하는 하향 트래픽 또는 등록된 IPv4 및 IPv6 주소를 갖는 단말(MN)(10)에서 CN(60,70)으로 전송하는 상향 트래픽에 대해서 HA(50)에서 효율적으로 라우팅을 수행하는 패킷 전달 과정[도 4 ~도 6 참조]으로 구분된다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 주소 할당 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
휴대인터넷 망에서 단말(MN)(10)의 IPv4 및 IPv6 주소 할당을 위해서는, 제어국(30)이 PMIP를 이용해서 단말(10)의 IPv4 및 IPv6 주소 정보를 인증 서버(AAA)로부터 획득하여, 인증 서버(AAA)에서 획득한 IPv4 및 IPv6 주소 정보를 이용하여 단말(MN)(10)에 주소를 할당하고, 하나의 홈에이전트(HA)(50)에 단말의 IPv4 및 IPv6에서 사용할 GRE 키를 등록한다. 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 이동 단말(MN)(10)은 레인징 요청(RNG-REQ : Ranging Request) 메시지를 통해 버스트 프로파일, 단말의 MAC(Media Access Control) 정보 등을 제어국(ACR)(30)으로 보내고, 제어국(30)은 레인징 응답(RNG-RSP : Ranging Response) 메시지로 응답한다(201). 이때, RN-RSP 메시지에는 레인징 상태, 버스트 프로파일, 단말(10)의 MAC 주소, CID(Connection Identifier) 등의 정보가 포함된다.
레인징(RNG) 과정을 수행한 후, 이동 단말(10)은 기본 능력 협상 요청(SBC- REQ : SS Basic Capability Request) 메시지를 제어국(30)으로 전송하고, 제어국(30)은 기본 능력 협상 응답(SBC-RSP : SS Basic Capability Response) 메시지를 수신하여 무선 자원을 사용하기 위한 정보를 교환한다(201). 이때, SBC 메시지에는 단말(10)의 TDD(Time Division Duplex) 방식에 따른 송수신 전환 시간, 최대 전력, 현재 송신 전력 및 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple)과 관련된 정보 등이 포함된다.
기본 능력 협상(SBC) 과정을 수행한 후, 이동 단말(10)은 PKM(Privacy Key Management) 요청 메시지를 인증 서버(AAA)로 전송하고[EAP 전송 요청], PKM 응답 메시지를 수신하여 정보 보호에 필요한 암호화 키를 관리한다[EAP 전송 응답](202). 이 과정(인증 과정)에서, 제어국(30)은 PMIP(PMIPv4, PMIPv6)를 이용해서 인증 서버로부터 이동 단말(MN)(10)의 IPv4 및 IPv6 주소 정보를 획득한다(203). 여기서, 인증을 위한 프로토콜로는 "RADIUS"나 "DIAMETER" 프로토콜을 사용하고, 제어국(30)은 인증 프로토콜의 메시지에 Vendor Specific TLV(Type Length Value)를 이용해서 IPv4 및 IPv6 주소 정보를 획득한다.
인증 과정을 수행한 후, 이동 단말(MN)(10)은 등록 요청 메시지(REG-REQ : Registration Request) 메시지를 제어국(ACR)(30)으로 전송하고, 이에 대해 제어국(ACR)(30)은 등록 응답(REG-RSP : Registration Response) 메시지를 이동 단말(10)로 전송한다(204). 이때, 등록 요청 메시지에는 상/하향 CID의 수, 인터넷 통신에서 사용할 패킷의 종류(CS : Convergence Sublayer), 최대 분류 정보, 서비스 플로우 등의 정보가 포함된다.
등록 메시지를 처리한 후, 제어국(ACR)(30)은 트래픽 연결 설정을 위한 DSA(Dynamic Service Addition) 요청 메시지를 이동 단말(MN)(10)로 전송하고, 이에 대해 이동 단말(MN)(10)이 DSA-RSP(DSA Response) 메시지로 응답하면, DSA-ACK(DSA Acknowledge) 메시지로 확인한다(205). 이때, DSA 메시지는 트랜잭션 식별번호를 이용하여, 상/하향 서비스 플로우를 처리한다.
트래픽 연결 설정을 처리한 후, 제어국(ACR)(30)은 인증 서버(AAA)로부터 획득한 IPv4 및 IPv6 주소 정보를 프록시 이동 IP 에이전트(ACR에 위치함)에 저장하고, 이동 단말(MN)(10)이 홈에이전트(HA)(50)에 바인딩 갱신(Binding Update) 메시지를 통해 바인딩 정보를 전송하는 것을 대신하여[Proxy 기능], 제어국(ACR)(30)의 프록시 이동 IP 에이전트[MAG(Mobile Access Gateway)]가 프록시 바인딩 갱신(Proxy Binding Update) 메시지를 통해서 홈에이전트(HA)(50)와 제어국(ACR)(30) 간의 GRE 터널(101), 제어국(ACR)(30)과 기지국(RAS)(20) 간의 GRE 터널(102)의 키 정보(이하, 'GRE 키'라 함)를 홈에이전트[LMA(Local Mobility Anchor)](50)로 전달한다(206).
이때, 프록시 바인딩 갱신(Proxy BU) 메시지에는 이동 단말(MN)(10)에 설정한 IPv4 및 IPv6 주소 정보(IPv4 HoA, IPv6 HoA)가 포함되며, IPv4용 GRE 키, IPv6용 GRE 키, GRE 종단점(Endpoint) 정보(즉, ACR의 IPv4 주소, ACR의 IPv6 주소) 값이 포함된다. 여기서, Proxy BU 메시지에 실리는 IPv4용 GRE 키, IPv6용 GRE 키 값은 하향 트래픽 전달시 사용되는 GRE 키 값이다. 다만, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우, IPv4 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv4 주소가 전송된다. 또한, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우, IPv6 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv6 주소가 전송된다. 그러나, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4 및 IPv6를 지원하는 경우에는, IPv4 GRE 키 및 IPv6 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv4 주소 및 IPv6 주소가 전송된다.
여기서, IPv4에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(a)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(b)와 동일한 키 값이다(a=b). 또한, IPv6에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(c)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(d)와 동일한 키 값이다(c=d). 즉, ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 GRE 터널 키 값을 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에도 동일하게 사용한다.
이후, 홈에이전트[LMA](50)는 단말의 주소 확인을 위해 인증 서버(AAA)로 접근 요청(Access Request) 메시지를 전송하고(207), 이에 대한 인증 서버가 접근 수락(Access Accept) 메시지를 응답하면(208), 인증 서버(AAA)로 과금 개시를 요청(Accounting Request Start)하게 된다(209).
그리고, 홈에이전트[LMA](50)는 Proxy BU 메시지에 대한 응답으로 프록시 바인딩 승인(Proxy Binding Acknowledge) 메시지를 제어국[MAG](30)으로 전송한다(210). 이때, 프록시 바인딩 승인(Proxy BA) 메시지에는 상향 트래픽['MN→CN'에게 보내는 패킷] 전달시 사용되는 IPv4용 GRE 키, IPv6용 GRE 키 값이 실린다. 이는 하향 트래픽['CN→MN'에게 보내는 패킷] 전달시 사용되는 GRE 키 값과는 다른 것이다.
여기서, IPv4에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(e)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(f)와 동일한 값이다(e=f). 또한, IPv6에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(g)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(h)와 동일한 값이다(g=h). 즉, ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 GRE 터널 키 값을 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에도 동일하게 사용하는 것이다.
이후, 제어국(ACR)(30)은 RAS(20)-ACR(30) 및 ACR(30)-HA(50) 간 GRE 터널(101,102)을 생성한다(211,212).
다음으로, IP 버전에 따라 IPv4인 경우에는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)v4를 이용하여 이동 단말(MN)(10)에서 이용할 IP 주소를 자동으로 설정한다(213). 또한, IPv6인 경우에는 DHCPv6 또는 자동 설정 기능을 이용하여 이동 단말(MN)(10)에서 이용할 주소를 자동으로 설정한다(214).
여기서, IPv6 도입시 호스트에 주소를 설정하는 방법에는 크게 두 가지 방식이 있다. 하나는 'IPv6 상태보존형 주소 자동 설정(IPv6 Stateful Address Auto-Configuration)'이며[주소 할당 서버를 이용하는 DHCP 기술을 이용하는 방법], 다른 하나는 'IPv6 비상태보존형 주소 자동 설정(IPv6 Stateless Address Auto-Configuration)'이다[주소 할당 서버 없이 자동으로 설정하는 방법]. 즉, 'IPv6 상태보존형 주소 자동 설정'은 DHCPv6 프로토콜에 의해 주소 관리 서버가 호스트에게 주소를 부여하는 방식이며, 'IPv6 비상태보존형 주소 자동 설정'은 네트워크 정보 를 바탕으로 호스트가 자신이 사용할 주소를 생성하는 방식이다.
상기에서, DHCP 프로토콜을 이용하는 경우, 제어국(ACR)(30)은 DHCP 프록시(Proxy) 기능을 수행하여 DHCPv4 메시지와 DHCPv6 메시지를 중간에서 가로채서 처리한다.
특히, 이동 단말(MN)(10)은 Mobile IP 기능의 구현 여부와 무관하게 IPv4 및 IPv6 주소를 자동으로 설정할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 주소 등록 과정을 나타낸 일실시예 설명도로서, 홈에이전트(HA)(50)에서 관리하는 단말의 정보(단말 등록 테이블)를 도시한 것이다.
상기 도 2에서 전술한 바와 같이, 이동 단말(MN)(10)에 설정한 IPv4 및 IPv6 주소 정보(IPv4 HoA, IPv6 HoA)는 프록시 바인딩 갱신(Proxy BU) 메시지를 통해서 홈에이전트(HA)(50)에 등록된다.
이때, Proxy BU 메시지에는, IPv4 및 IPv6 주소 정보 외에도, HA(50)-ACR(30), ACR(30)-RAS(20) 간의 GRE 터널(101,102)의 IPv4/IPv6 키 정보(GRE 키)와 GRE 종단점(Endpoint) 정보(즉, ACR의 IPv4 주소, 또는 ACR의 IPv6 주소, 또는 ACR의 IPv4/IPv6 주소)가 함께 전송된다. 여기서, GRE 종단점 정보는 HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따라 Proxy BU 메시지를 보내는 송신 주소, 즉 ACR(30)의 IPv4 주소 또는 IPv6 주소 또는 IPv4/IPv6 주소가 전송된다.
예를 들어, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우, IPv4 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv4 주소가 전송된다. 또한, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우, IPv6 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv6 주소가 전송된다. 그러나, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4 및 IPv6를 지원하는 경우에는, IPv4 GRE 키 및 IPv6 GRE 키와, GRE 종단점(Endpoint) 정보로서 ACR(30)의 IPv4 주소 및 IPv6 주소가 전송된다.
따라서, 홈에이전트(HA)는 도 3에 도시된 바와 같이 이동 단말(MN)(10)의 IPv4 HoA(301), IPv6 HoA(302), IPv4용 GRE 키(303), IPv6용 GRE 키(304), GRE 종단점(Endpoint) 정보(305)를 등록하여 관리한다.
여기서, 하향 트래픽['CN→NN'에게 보내는 패킷] 처리시, IPv4에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(303)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(303)와 동일한 값이다. 그리고, 하향 트래픽['CN→NN'에 보내는 패킷] 처리시, IPv6에 대해서, HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(304)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(304)와 동일한 값이다. 즉, HA(50)-ACR(30) 터널의 GRE 키와 ACR(30)-RAS(20) 터널의 GRE 키는 동일한 키 값을 사용하고, GRE 키는 IPv4 및 IPv6에 따라 달라질 뿐이다. 본 발명에서는 하향 트래픽['CN→NN'에게 보내는 패킷] 처리시 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 GRE 터널 키 값을 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에도 동일하게 사용한다.
그러나, 상향 트래픽['MN→CN'에게 보내는 패킷] 처리시의 IPv4/IPv6 GRE 터 널 키(303,304)는 하향 트래픽['CN→NN'에게 보내는 패킷] 처리시의 IPv4/IPv6 GRE 터널 키(303,304)와는 다르다. 다만, 이 경우에 있어서도, IPv4에 대해서 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(303)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv4용 GRE 터널 키(303)와 동일하고, IPv6에 대해서 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(304)는 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 IPv6용 GRE 터널 키(304)와 동일한 값이다. 즉, HA(50)-ACR(30) 터널의 GRE 키와 ACR(30)-RAS(20) 터널의 GRE 키는 동일하고, GRE 키는 IPv4 및 IPv6에 따라 달라질 뿐이다. 본 발명에서는 상향 트래픽['MN→CN'에게 보내는 패킷] 처리시 ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 GRE 터널 키 값을 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에도 동일하게 사용한다.
따라서, 홈에이전트(HA)(50)는 IPv4용 GRE 터널 키(303) 및 IPv6용 GRE 터널 키(306) 값을 상향 트래픽['MN→CN'에게 보내는 패킷]과 하향 트래픽['CN→NN'에게 보내는 패킷] 처리시로 구분하여 관리한다. 다만, 상향 트래픽['MN→CN'에게 보내는 패킷] 처리를 위해서, 홈에이전트(HA)(50)는 프록시 바인딩 승인(Proxy BA) 메시지에 IPv4용 GRE 키 또는 IPv6용 GRE 키 또는 IPv4/IPv6용 GRE 키 값을 실어 제어국(ACR)(30)으로 알린다.
특히, 홈에이전트(HA)(50)는 IPv4/IPv6 GRE 터널 키(303,304) 및 GRE 종단점 정보(ACR 주소)를 이용하여 IPv4 및 IPv6 패킷의 라우팅을 수행한다. 이때, 종단점 정보(ACR의 주소)는 HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따라서 IPv4 주소 또는 IPv6 주소를 사용한다. 이는 Proxy BU 메시지를 보내는 송신 주소 에 따라 터널(Tunnel)의 종단점(Endpoint)이 IPv4인지 IPv6인지가 결정된다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 패킷 전달 과정에 대해 살펴보기로 한다.
도 5에서는 HA(50)와 ACR(30) 간, ACR(30)과 RAS(20) 간의 네트워크가 IPv4인 경우를 보여준다. 이를 통해, 하향 트래픽을 IPv4 GRE로 인캡슐레이션하거나, 상향 트래픽을 IPv4 GRE로 디캡슐레이션하는 과정을 설명하기로 한다.
또한, 도 6에서는 HA(50)와 ACR(30) 간, ACR(30)과 RAS(20) 간의 네트워크가 IPv6인 경우를 보여준다. 이를 통해, 하향 트래픽을 IPv6 GRE로 인캡슐레이션하거나, 상향 트래픽을 IPv6 GRE로 디캡슐레이션하는 과정을 설명하기로 한다.
우선, CN(60,70)이 NN(10)에게 보내는 패킷(하향 트래픽)의 처리 과정에 대해 살펴보기로 한다.
우선, HA(50)에서 MN(10)으로 보내는 하향 트래픽이 발생하면(401) 상기 도 3의 단말 등록 테이블을 검사한다(402).
단말 등록 테이블 검사 과정에서, HA(50)에 등록된 단말의 주소(HoA)가 현재 트래픽의 목적지 주소와 일치하는지 여부를 찾은 후(403), 일치하는 경우 해당 터널(Tunnel)의 종단점 정보(ACR의 주소)와 GRE 키(IPv4용 GRE 키, IPv6 GRE 키)를 찾아(404), [이때, 종단점 정보와 GRE 키를 찾게 되면, 단말 등록 테이블 검사가 종료됨] 이를 이용해서 GRE 프로토콜을 이용하여 터널을 수행한 후[즉, GRE 인캡슐레이션(Encapsulation)을 수행함](406), ACR(30)로 터널을 이용해서 패킷을 전송한 다(407). ACR(30)과 RAS(20) 사이에서 사용하는 GRE Tunnel에서도 HA(50)와 ACR(30) 사이에서 사용된 GRE 키 정보를 이용하여 패킷을 전달한다.
상기에서, HA(50)에 등록된 단말의 주소(HoA)가 현재 트래픽의 목적지 주소와 일치하지 않으면, 일반 라우팅을 통해 처리한다.
상기의 과정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, IPv4 하향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우, HA(50)는 GRE 종단점 정보(ACR 주소)를 바탕으로 해당 ACR(30)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 CN(60)의 원 IPv4 패킷에 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 붙여(즉, 인코딩) 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
이후, ACR(30)은 GRE 헤더(502)의 GRE 키를 바탕으로 해당 RAS(20)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 5의 메시지에서 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](501)를 변환하여[즉, (소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: RAS 주소)] 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
다음으로, RAS(20)는 도 5의 메시지에서 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: RAS 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 제거하여 MN(10)으로 전송한다[디캡슐레이션(Decapsulation)].
그러나, 상기에서 IPv4 하향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우, HA(50)는 GRE 종단점 정보(ACR 주소)를 바탕으로 해당 ACR(30)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 CN(60)의 원 IPv4 패 킷에 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 붙여(즉, 인코딩) 전송하면 된다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
반면, IPv6 하향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우, HA(50)는 GRE 종단점 정보(ACR 주소)를 바탕으로 해당 ACR(30)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 CN(70)의 원 IPv4 패킷에 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 붙여(즉, 인코딩) 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
이후, ACR(30)은 GRE 헤더(602)의 GRE 키를 바탕으로 해당 RAS(20)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 6의 메시지에서 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](601)를 변환하여[즉, (소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: RAS 주소)] 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
다음으로, RAS(20)는 도 6의 메시지에서 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: RAS 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 제거하여 MN(10)으로 전송한다[디캡슐레이션(Decapsulation)].
그러나, 상기에서 IPv6 하향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우, HA(50)는 GRE 종단점 정보(ACR 주소)를 바탕으로 해당 ACR(30)로 패킷을 전송함에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 CN(70)의 원 IPv6 패킷에 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: HA 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 붙여(즉, 인코딩) 전송하면 된다[인캡슐레이 션(Encapsulation)].
한편, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, IPv4 상향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우를 살펴보면 다음과 같다.
우선, RAS(20)는 GRE 키를 바탕으로 ACR(30)로 패킷을 전송한다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이 MN(10)의 원 IPv4 패킷에 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: RAS 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 붙여(즉, 인코딩) 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
이후, ACR(30)은 GRE 헤더(502)의 GRE 키를 바탕으로 HA(50)로 패킷을 전송한다. 이때, 도 5의 메시지에서 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: RAS 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](501)를 변환하여[즉, (소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)] 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
다음으로, HA(50)는 도 5의 메시지에서 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 제거하여 CN(60)으로 전송한다[디캡슐레이션(Decapsulation)].
그러나, 상기에서 IPv4 상향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우, ACR(30)은 도 6에 도시된 바와 같이 MN(10)의 원 IPv4 패킷에 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 붙여(즉, 인코딩) 전송하면 된다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
반면, IPv6 상향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv6만을 지원하는 경우를 살펴보면 다음과 같다.
우선, RAS(20)는 GRE 키를 바탕으로 ACR(30)로 패킷을 전송한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 MN(10)의 원 IPv6 패킷에 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: RAS 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 붙여(즉, 인코딩) 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
이후, ACR(30)은 GRE 헤더(502)의 GRE 키를 바탕으로 HA(50)로 패킷을 전송한다. 이때, 도 6의 메시지에서 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: RAS 주소), (목적지 주소: ACR 주소)](601)를 변환하여[즉, (소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)] 전송한다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
다음으로, HA(50)는 도 6의 메시지에서 IPv6용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)](601)와 GRE 헤더(602)를 제거하여 CN(70)으로 전송한다[디캡슐레이션(Decapsulation)].
그러나, 상기에서 IPv6 상향 트래픽 처리시, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4만을 지원하는 경우, ACR(30)은 도 5에 도시된 바와 같이 MN(10)의 원 IPv6 패킷에 IPv4용 트랜스포트 IP 헤더[(소스 주소: ACR 주소), (목적지 주소: HA 주소)](501)와 GRE 헤더(502)를 붙여(즉, 인코딩) 전송하면 된다[인캡슐레이션(Encapsulation)].
이렇게 함으로써, IPv4, IPv6 상/하향 트래픽을 처리할 수 있고, HA(50)-ACR(30) 간의 네트워크가 IPv4 또는 IPv6 지원 여부에 무관하게 IPv4, IPv6 상/하향 트래픽을 효율적으로 라우팅할 수 있게 된다.
도 5에서, HA(50)와 ACR(30) 간, ACR(30)과 RAS(20) 간의 네트워크가 IPv4인 경우, IPv4 GRE로 인캡슐레이션(Encapsulation) 또는 디캡슐레이션(Decapsulation)하는 과정에서, 트랜스포트 IP 헤더(501)는 Inner Packet에 무관하게 IPv4로 인코딩/디코딩을 하여, 추가적인 절차없이도 IPv4 및 IPv6 트래픽을 하나의 HA(50)에서 처리한다. 이때, GRE 헤더(502)는 GRE 키를 사용한다[도 7 참조].
또한, 도 6에서, HA(50)와 ACR(30) 간, ACR(30)과 RAS(20) 간의 네트워크가 IPv6인 경우, IPv6 GRE로 인캡슐레이션(Encapsulation) 또는 디캡슐레이션(Decapsulation)하는 과정에서, 트랜스포트 IP 헤더(601)는 Inner Packet과는 상관없이 IPv6로 인코딩/디코딩을 하여, 추가적인 절차 없이도 IPv4 및 IPv6 트래픽을 하나의 HA(50)에서 처리한다. 이때, 이때, GRE 헤더(502)는 GRE 키를 사용한다[도 7 참조].
도 7을 참조하면, HA(50)와 ACR(30) 간, ACR(30)과 RAS(20) 간에 사용되는 GRE 터널(101,102)의 헤더 형식이 도시되었다. 터널 헤더를 효율적으로 사용하기 위하여, HA(50)와 ACR(30) 간에는 GRE 터널(101)을 사용하고, ACR(30)과 RAS(20) 간의 GRE 터널(102)에 사용하는 GRE 터널의 키(701)를 동일하게 사용한다. 즉, ACR(30)-RAS(20)의 터널(102)에 사용되는 GRE 터널 키 값을 HA(50)-ACR(30)의 터널(101)에 동일하게 사용한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴 퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 휴대인터넷 망에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 휴대인터넷(WiBro) 망의 구성 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 주소 할당 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 주소 등록 과정을 나타낸 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 패킷 전달 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 HA와 ACR 간, ACR과 RAS 간의 네트워크가 IPv4인 경우, 하향 트래픽을 IPv4 GRE로 인캡슐레이션하거나, 상향 트래픽을 IPv4 GRE로 디캡슐레이션하는 과정을 보여주는 일실시예 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 HA와 ACR 간, ACR과 RAS 간의 네트워크가 IPv6인 경우, 하향 트래픽을 IPv6 GRE로 인캡슐레이션하거나, 상향 트래픽을 IPv6 GRE로 디캡슐레이션하는 과정을 보여주는 일실시예 설명도,
도 7은 본 발명에 따른 듀얼 스택 지원 방법 중 HA와 ACR 간, 그리고 ACR과 RAS 간에 사용되는 GRE 터널의 헤더 형식을 보여주는 일실시예 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 이동 단말(MN) 20 : 기지국(RAS)
30 : 제어국(ACR) 40 : 라우터(AR)
50 : 홈에이전트(HA) 60,70 : 상대 노드(CN)
10,102 : GRE 터널

Claims (20)

  1. 듀얼 스택 지원을 위한 단말 주소 할당 방법에 있어서,
    듀얼 스택 단말(MN) 접속시, 제어국(ACR)이 프록시 이동 IP 기능을 이용해서 상기 MN의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하는 단계;
    프록시 바인딩 갱신 메시지를 통해, 상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 홈에이전트(HA)에 등록하고, 상기 MN의 IPv4 및 IPv6 지원을 위해 상기 ACR과 상기 HA 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 상기 HA에 등록하는 단계; 및
    상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계
    를 포함하는 주소 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터널은, 상기 ACR과 상기 HA 간의 GRE(Generic Route Encapsulation) 터널이며,
    상기 제1 터널의 키 정보는, IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키인 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프록시 바인딩 갱신 메시지는,
    상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소와, 하향 트래픽 처리를 위한 IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키와, 상기 제1 터널의 종단점 정보로서 상기 ACR의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 종단점 정보는,
    상기 ACR과 상기 HA 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따른 상기 ACR의 IPv4 또는/및 IPv6 주소인 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키는,
    상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널의 키 정보와 동일한 값인 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 HA는,
    상기 프록시 바인딩 갱신 메시지에 대한 응답으로, 상향 트래픽 처리를 위한 IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키를 프록시 바인딩 승인 메시지에 실어 상기 ACR로 전송하는 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ACR은,
    프록시 이동 IP 에이전트를 통해 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 HA에 등록하고, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 프록시 기능을 통해 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 MN은,
    이동 IP 기능의 구현 여부와 무관하게 IPv4 및 IPv6 주소를 자동으로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 주소 할당 방법에 의해 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 등록하는 방법에 있어서,
    상기 ACR로부터 수신된 IPv4 및 IPv6 주소를, 상기 제1 터널의 키 정보와, 상기 제1 터널의 종단점 정보로서 ACR 주소와 맵핑시켜, 하나의 HA에서 관리하는 것을 특징으로 하는 주소 할당 방법.
  10. 듀얼 스택 지원을 위한 패킷 전달 방법에 있어서,
    하향 트래픽 처리시, 홈에이전트(HA)가 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 '상기 HA와 제어국(ACR) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 포함하는 터널 헤더'를 인캡슐레이션하여, 인캡슐레이션된 패킷을 터널 종단점 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계;
    상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'을 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 RAS로 전송하는 단계; 및
    상기 RAS가 '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'에서 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 이동 단말(MN)으로 전송하는 단계
    를 포함하는 패킷 전달 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 HA는,
    수신되는 패킷의 종류와 무관하게, 상기 HA와 상기 ACR 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따라 상기 트랜스포트 IP 헤더를 인캡슐레이션하여 상기 ACR로 전송하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터널 종단점 정보는,
    상기 ACR과 상기 HA 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따른 상기 ACR의 IPv4 또는/및 IPv6 주소인 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  13. 듀얼 스택 지원을 위한 패킷 전달 방법에 있어서,
    상향 트래픽 처리시, 기지국(RAS)이 이동 단말(MN)의 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 '상기 RAS와 제어국(ACR) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보를 포함하는 터널 헤더'를 인캡슐레이션하여, 인캡슐레이션된 패킷을 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR로 전송하는 단계;
    상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하 여, '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'을 상기 키 정보를 바탕으로 홈에이전트(HA)와 상기 ACR 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 HA로 전송하는 단계; 및
    상기 HA가 '상기 트랜스포트 IP 헤더가 변환된 상기 인캡슐레이션된 패킷'에서 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상대 노드(CN)로 전송하는 단계
    를 포함하는 패킷 전달 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 ACR은,
    수신되는 패킷의 종류와 무관하게, 상기 HA와 상기 ACR 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따라 상기 트랜스포트 IP 헤더를 인캡슐레이션하여 상기 HA로 전송하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷은,
    IPv4 패킷 또는 IPv6 패킷 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 터널은, GRE(Generic Route Encapsulation) 터널이며,
    상기 키 정보는, IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키인 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  17. 휴대인터넷 망에서의 듀얼 스택 지원 방법에 있어서,
    제어국(ACR)이 듀얼 스택 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하여, 상기 ACR과 홈에이전트(HA) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보와 함께 상기 HA에 등록하는 단계;
    상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계;
    상기 MN으로의 하향 트래픽 발생시, 상기 HA가 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 상기 키 정보를 포함하는 터널 헤더를 인캡슐레이션하여, 터널 종단점 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계;
    상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, 상기 터널 헤더의 상기 키 정보를 바탕으로 상기 ACR과 기지국(RAS) 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 RAS로 전송하는 단계; 및
    상기 RAS가 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상기 MN으로 전송하는 단계
    를 포함하는 듀얼 스택 지원 방법.
  18. 휴대인터넷 망에서의 듀얼 스택 지원 방법에 있어서,
    제어국(ACR)이 듀얼 스택 단말(MN)의 IPv4 및 IPv6 주소를 획득하여, 상기 ACR과 홈에이전트(HA) 간에 설정된 제1 터널의 키 정보와 함께 상기 HA에 등록하는 단계;
    상기 ACR이 상기 획득한 IPv4 및 IPv6 주소를 상기 MN에 할당하는 단계;
    상기 MN으로부터의 상향 트래픽 발생시, 기지국(RAS)이 상기 MN의 원 패킷에 트랜스포트 IP 헤더와 상기 키 정보를 포함하는 터널 헤더를 인캡슐레이션하여, 상기 키 정보를 바탕으로 상기 RAS와 상기 ACR 간에 설정된 제2 터널을 통해 상기 ACR로 전송하는 단계;
    상기 ACR이 상기 인캡슐레이션된 패킷의 상기 트랜스포트 IP 헤더를 변환하여, 상기 키 정보를 바탕으로 상기 제1 터널을 통해 상기 HA로 전송하는 단계; 및
    상기 HA가 상기 트랜스포트 IP 헤더와 상기 터널 헤더를 제거(디캡슐레이션)하여 상대 노드(CN)로 전송하는 단계
    를 포함하는 듀얼 스택 지원 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 HA 및 상기 ACR은,
    수신되는 패킷의 종류와 무관하게, 상기 HA와 상기 ACR 간의 네트워크에서 지원하는 형태에 따라 상기 트랜스포트 IP 헤더를 인캡슐레이션하여 전송하는 것을 특징으로 하는 듀얼 스택 지원 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 패킷은,
    IPv4 패킷 또는 IPv6 패킷 중 어느 하나이며,
    상기 제1 및 제2 터널은, GRE(Generic Route Encapsulation) 터널이며,
    상기 키 정보는, IPv4 또는/및 IPv6 GRE 키인 것을 특징으로 하는 듀얼 스택 지원 방법.
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