KR101017497B1 - ＳＩＰ메시지 처리 장치, ＮＡＴ―Ｔｒａｖｅｒｓａｌ 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

SIP 메시지 처리 장치가 제공된다. SIP 메시지 처리 장치는 발신 단말로부터 SIP 메시지를 수신받는 제1 인터페이스부, SIP 메시지를 착신 단말로 발신하는 제2 인터페이스부, SIP 메시지를 분석하여 발신 단말이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단하는 제어부 및 발신 단말이 NAT 환경에 있는 경우, SIP 메시지 내에 포함된 사설망에서 발신 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 발신 단말에 부여된 제2 주소를 미디어 릴레이부로 전송하고, 제1 주소 및 제2 주소에 대해 미디어 릴레이부로 미디어릴레이용 주소 할당을 요청하는 제3 인터페이스부를 포함한다.

NAT, IMS, IBCF, TrGW

Description

ＳＩＰ메시지 처리 장치, ＮＡＴ―Ｔｒａｖｅｒｓａｌ 시스템 및 방법{Device for managing SIP message, system and method for NAT-Traversal}

본 발명은 사설 IP 주소를 가지는 네트워크의 SIP 연동에 관한 기술로서, 더욱 상세하게는, 웹 상의 PC나 이동 단말 간의 타망 연동 서비스를 IMS 망에 적용하는, SIP 메시지 처리 장치, IMS에서의 NAT-Traversal 시스템 및 방법에 관한 것이다.

패킷 스위치 방식의 웹 기반 클라이언트에서 서킷 스위치 방식의 이동 단말로의 영상 전화 서비스(Web to Phone 서비스)나, 또는 패킷 스위치 방식의 웹 기반 클라이언트 간 영상 전화 서비스(Web to Web 서비스)에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 Web to Phone 서비스나 Web to Web 서비스는 유무선 네트워크의 사업자에 관계없이 로그인을 한 회원 간에는 무조건적인 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 사설 IP 주소를 가지는 네트워크의 SIP 연동이 가능하도록 하는 주소 변환 장치가 요구된다.

일반적으로 네트워크 주소 변환기(Network Address Translation; NAT)는 단말의 애플리케이션마다 임시로 공인 IP 주소를 할당하고 자신을 통과하는 모든 패 킷의 헤더를 변환함으로써 외부 IP 망으로부터의 라우팅 및 패킷 수신을 가능하게 하는 역할을 한다. 즉, 로컬 네트워크에서만 사용 가능한 사설 IP 주소를 할당받은 단말이 외부의 공중망(Public Network)을 이용하는 경우에 있어서, NAT는 단말에게 할당된 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로, 공인 IP 주소를 사설 IP 주소로 상호 변환하는 역할을 한다. 또한, NAT의 하나로서 PAT(Port Address Translation)는 IP 주소뿐만 아니라 TCP/UDP의 포트 번호를 변환한다. NAT는 별도의 독립적 디바이스로 존재할 수도 있으나, 일반적으로는 라우터의 한 기능으로 존재하게 된다.

하지만, 이와 같은 NAT는 OSI 모델의 제3 및 제4 계층의 헤더까지만 분석이 가능하고 이보다 상위 계층의 헤더에 대해서는 분석하지 못한다. 네트워크 종단의 단말간 미디어를 수신하게 되는 수신용 주소(IP 및 Port) 정보를 상호 간에 교환하는 방식인 세션 개시 프로토콜(Session Initiation Protocol; 이하, SIP라 함) 기반 세션 설정에서는 NAT 내부에 있는 사설 IP 주소를 할당받은 단말이 이러한 SIP 기반 서비스를 외부망과 수행하게 된다. 이 경우, NAT에 의해 IP 주소 및 UDP/TCP 헤더의 Port 값만 변환되고, SIP 헤더 내의 착신 주소 즉 사설 IP로 설정된 패킷 생성 호스트의 인식 정보에 대한 변환은 불가능하게 되므로, 비록 세션 설정이 성공하더라도 외부로부터의 착신 라우팅이 불가능한 상황이 발생한다. 이를 NAT-Traversal의 문제라고 한다.

그런데, 이러한 NAT-Traversal의 문제는 IMS 망에서의 타망 연동 과정에서도 발생하는 바, IMS 망에서의 NAT-Traversal 문제를 해결하는 방안이 요구된다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 NAT-Traversal 문제를 해결할 수 있는 망간 연동 방법에서 사용되는 SIP 메시지 처리 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 NAT-Traversal 문제를 해결할 수 있는 망간 연동 방법이 구현된 NAT-Traversal 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, IMS 망에서의 NAT-Traversal 문제를 해결할 수 있는, IMS에서의 IBCF/TrGW 시스템을 사용한 NAT-Traversal 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치는 발신 단말로부터 SIP 메시지를 수신받는 제1 인터페이스부, 상기 SIP 메시지를 착신 단말로 발신하는 제2 인터페이스부, 상기 SIP 메시지를 분석하여 상기 발신 단말이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단하는 제어부 및 상기 발신 단말이 NAT 환경에 있는 경우, 상기 SIP 메시지 내에 포함된 사설망에서 상기 발신 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말에 부여된 제2 주소를 미디어 릴레이부로 전송하고, 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 상기 미디어 릴레이부로 미디어릴레이용 주소 할당을 요청하는 제3 인터페이스부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 NAT-Traversal 시스템은 사설망에서 부여된 제1 주소 및 NAT에서 부여된 제2 주소를 갖는 단말, 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소가 기재된 상기 단말의 SIP 메시지 및 해당 패킷 헤더를 분석하여 상기 단말이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단하고, 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 미디어릴레이용 주소 할당을 요청하는 SIP 메시지 처리 장치, 및 상기 SIP 메시지 처리 장치로부터 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소를 전송받으며, 상기 요청에 따라 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 미디어릴레이용 주소를 할당하여 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대하여 미디어를 릴레이하는 미디어 릴레이 장치를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS망에서의 IBCF/TrGW 시스템을 사용한 NAT-Traversal 방법은 사설망에 속한 발신 단말이 SIP 메시지를 IBCF로 전송하는 단계, 상기 IBCF가 상기 사설망에서 상기 발신 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말에 부여된 제2 주소에 대해 TrGW로 미디어릴레이용 주소할당을 요청하는 단계 및 상기 TrGW에서 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대하여 미디어릴레이용 주소를 할당하고 미디어를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IMS망에서의 IBCF/TrGW 시스템을 사용한 NAT-Traversal 방법은 사설망에 속한 단말이 REGISTER 메시지를 IBCF로 전송하는 단계, 상기 IBCF가 상기 REGISTER 메시지에 사설망에서 상기 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 단말에 부여된 제2 주소를 모두 수록하여 CSCF로 전송하는 단계, 사설망에서 상기 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 단말에 부여된 제2 주소를 CSCF에 등록하는 단계, 및 상기 단말로 SIP 메시지가 수신되는 경우, 상기 SIP 메시지 처리 장치에서는 상기 제2 주소를 도착 주소로 하여 상기 단말로 SIP 메시지를 발신하는 단계를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치, IMS에서의 망간 연동 시스템 및 방법에 의하면, 다음과 같은 효과가 하나 이상 존재한다.

IMS 망에서의 NAT-Traversal 문제를 본래 IMS망을 구성하고 있는 장치들로 해결함으로써 단말이나 기존 네트워크 장비의 하드웨어 변경이 불필요하게 되고, IMS 망에서의 타망 연동 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치에 의하면, 발신 단말(110)이 가질 수 있는 모든 주소에 대하여 미디어 릴레이 및 SIP 메시지 전송이 진행될 수 있다. 따라서, 보다 안정적인 SIP 메시지 착발신 및 미디어 릴레이가 가능하다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치에 대한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치(210)는 제1 인터페이스부(212), 제2 인터페이스부(214), 제어부(216) 및 제3 인터페이스부(218)를 포함한다.

제1 인터페이스부(212)는 발신 단말(110)로부터 SIP 메시지를 수신 받는다. 이 때, 발신 단말(110)에서 제1 인터페이스부(212)로 수신되는 SIP 메시지에는 발신 단말(110)의 주소 값이 포함된다. 예를 들어, 발신 단말(110)이 사설망에 속한 경우, 발신 단말(110)은 NAT를 경유한다. 발신 단말(110)의 사설망에서의 주소가 사설 IP 주소 및 사설 포트 값을 가지는 경우, NAT에서는 발신 단말(110)에 공인 IP 주소 및 공인 포트 값을 부여한다. 이 때, 사설 포트 및 공인 포트의 값은 같은 값을 가질 수도 있으나, 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

제2 인터페이스부(214)는 제1 인터페이스부(212)에서 수신된 SIP 메시지를 착신 단말(310)로 발신한다. 이 때, SIP 메시지의 Via에 상기 SIP 메시지 내에 포함된 사설망에서 발신 단말(110)에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말(110)에 부여된 제2 주소를 기재하여 착신 단말(310)로 발신한다.

제어부(216)는 SIP 메시지를 분석하여 발신 단말(110)이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단한다. 이 때, 제어부(216)는 SIP 메시지의 SDP에 기재된 단말 IP 주소와, 상기 SIP 메시지 헤더에 기재된 소스 IP 주소를 비교하여, 그 값이 서로 다른 경우 NAT 환경에 있는 발신 단말로 판단한다.

제3 인터페이스부(218)는 제어부(216)가 발신 단말(110)이 NAT 환경에 있다고 판단하는 경우, SIP 메시지 내에 포함된 사설망에서 발신 단말(110)에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말(110)에 부여된 제2 주소를 미디어 릴레이부(240)로 전송한다. 이 때, 제3 인터페이스부(218)는 제1 주소 및 제2 주소에 대해 미디어 릴레이부(240)로 미디어릴레이용 주소 할당을 요청한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치(210)에 의하면, 발신 단 말(110)이 가질 수 있는 모든 주소에 대하여 미디어 릴레이 및 SIP 메시지 전송이 진행될 수 있다. 따라서, 보다 안정적인 SIP 메시지 착발신 및 미디어 릴레이가 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치(210)는 SIP 메시지 처리가 가능한 모든 장치를 포함한다. 예를 들어, IBCF(Interconnection Border Control Function)가 SIP 메시지 처리 장치(210)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, SIP 메시지 처리 장치가 IBCF에 포함될 수도 있으며, IBCF와 별도로 구성될 수도 있음은 물론이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 시스템의 구성도이다. 도 2에서는 SIP 메시지 처리 장치가 IBCF(210), 미디어 릴레이부(240)가 TrGW(Transition Gateway)(240)인 경우로 설명하나, 상기에서 설명한 바와 같이 이에 한정되지 않으며, SIP 메시지 처리가 가능한 모든 장치 및 미디어 릴레이가 가능한 모든 장치로 대체할 수 있음은 물론이다. 도 2를 참조하면, IMS에서의 망간 연동 시스템은, 발신망(100), IMS(IP Multimedia Subsystem)망(200), 및 착신망(300)을 포함하여 구성된다. 여기서, 망간 연동이라 함은 IMS망(200)을 중심으로 발신망(100)과 착신망(300) 간의 연동을 의미하기도 하지만, IMS망(200)과 발신망(100), 또는 IMS망(200)과 착신망(300) 간의 연동도 포함하여 사용될 수 있다. 이하에서 후술하는 본 발명의 실시예에서는 편의상 발신망(100)과 착신망(300)이 IMS망(200)을 기반으로 하여 연동되는 것으로 하여 설명하기로 한다.

발신망(100)은 발신 단말(110)과 발신 단말(110)에 대한 IP 주소를 변환시키는 NAT(Network Address Translation)(120)를 포함하여 구성되며, 착신망(300)은 착신 단말(310)과 착신 단말(310)에 대한 IP 주소를 변환시키는 NAT(320)를 포함하여 구성된다.

발신 단말(110) 및 착신 단말(310)은 IP 네트워크 상에서의 종단 호스트로서, 사설 IP 주소를 할당받았거나 공인 IP 주소를 할당받게 된다. 만약 공인 IP 주소를 할당받는 경우에는 NAT(120, 320)에 의해 주소 변환 과정은 불필요할 수 있다.

NAT(120, 320)는 발신망(100) 또는 착신망(300)의 경계에 위치하여 패킷의 헤더에 포함된 사설 IP 주소 형태의 소스 주소 정보를 공인 IP 주소 형태의 소스 주소 정보로 변환한다. 또한, 공인 IP 주소 형태의 소스 주소 정보를 사설 IP 형태의 소스 주소 정보로 변환한다. 이러한 소스 IP 주소 정보는 IP 어드레스 및 포트를 포함한다. 이때, 주소 변환은 OSI(Open System Interconnection) 모델을 기준으로 할 때, 계층 3 및 4에 해당하는 네트워크 계층과 트랜스포트 계층에 대해서만 가능하다.

이제 IMS망(200)에 대해서 살펴보기로 한다. IMS망(200)은 IBCF(210), CSCF(Call Session Control Function)(220), HSS(Home Subscriber Server)(230) 및 TrGW (240)를 포함하여 구성된다.

IBCF(210)는 IMS 망간 연동 시, 망과 망 사이의 Border Controller 역할을 수행하고, 다양한 네트워크와 연동 시 보안 및 연동 관련 이슈를 처리하는 시스템이다. 즉, IBCF(210)는 IMS 망간 연동 기능을 수행하는 시스템이다. IBCF(210)는 NAT(120, 320) 환경에 있는 단말이 접속해 오는 경우, 단말(110, 310)이 갖는 사설 IP 주소와 NAT(120, 320)에서 부여된 공인 IP 주소를 모두 관리한다. 즉, 단말(110, 310)이 가질 수 있는 두가지 주소, 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 모두를 관리함으로써, 단말(110, 310)이 이용할 수 있는 모든 주소와 포트에 대하여 SIP 메시지 전송이 이루어 질 수 있도록 한다. 또한, IBCF(210)는 TrGW(240)와 연결되어, TrGW(240)로 단말(110, 310)의 정보를 제공하는데, 이 때, 단말(110, 310)이 NAT(120, 320) 환경에 있는 경우, 사설 IP 주소와 공인 IP 주소를 모두 제공한다.

CSCF((220)는 가입자 등록, 인증, 서비스 트리거링, 라우팅, 각종 호 제어, 주소 처리(address handling) 등 세션 개시 프로토콜(Session Initiation Protocol; SIP) 기반의 멀티미디어 세션 제어를 위한 기본 기능을 수행할 수 있다. 여기서, CSCF(220)는 가입자 등록 기능을 가지며, CSCF(220)는 가입자 등록 장치로 칭할 수도 있다.

한편, CSCF(220)는 프록시 CSCF(Proxy-CSCF; P-CSCF), 인터러게이팅 CSCF(Interogating-CSCF; I-CSCF), 및 서빙 CSCF(Serving-CSCF; S-CSCF)를 포함할 수 있다.

P-CSCF는 단말이 IMS에 접속하는 첫번째 지점이다. 단말로부터 등록 요청 메시지(register request message; REGISTER)가 전송되면, P-CSCF는 이를 I-CSCF로 전달할 수 있다. P-CSCF는 등록 요청 메시지 처리 과정에서 I-CSCF가 할당한 S-CSCF의 주소를 저장해 두었다가 단말로부터 세션 요청 메시지(INVITE request message; INVITE)가 수신되면 이를 S-CSCF로 포워딩할 수 있다.

I-CSCF는 전체 망 내의 가입자 단말에게 연결하기 위해 인입되는 호에 대한 접점 역할 및 망 내에 로밍한 타망 가입자의 단말과의 접점 역할을 수행한다. I-CSCF는 단말의 사용자, 즉 가입자를 등록하는 과정에서 HSS(230)로부터 이용 가능한 S-CSCF의 주소 리스트를 획득하고, 이를 참조하여 실제 등록을 담당할 S-CSCF를 결정할 수 있다.

S-CSCF는 I-CSCF로부터 등록 요청 메시지가 수신되면 HSS(230)에 가입자를 등록하고, HSS(230)로부터 가입자 프로파일을 획득할 수 있다. S-CSCF는 가입자 프로파일을 이용하여 단말에게 제공될 서비스의 종류를 확인하고, 확인된 서비스를 지원할 IMS Enabler, 즉 AS(Application Server)에 대한 트리거링을 수행할 수 있다. 또한, S-CSCF는 HSS(230)로부터 인증 벡터(Authentication Vector; AV)를 획득하고, 이를 관리할 수 있다. 또한, S-CSCF는 인증 벡터를 이용하여 가입자 인증 작업을 수행할 수 있다.

HSS(230)는 가입자의 마스터 데이터베이스로서, 가입자 프로파일, 인증 및 위치 관련 데이터를 저장 및 관리하고, CSCF(220)가 요구하는 정보를 제공할 수 있다. 또한, HSS(230)는 가입자 인증시 필요한 인증 벡터를 생성할 수 있으며, 이 외에도 홈 위치 등록기(Home Location Register; HLR)의 기능을 포함할 수 있다.

TrGW(240)는 IMS 망간 SIP에 의해 설정된 세션에 대해 실 트래픽 데이터(RTP/RTCP, MSRP)를 릴레이해주는 기능을 수행한다. TrGW(240)는 IBCF(210)로부터 단말(110, 310)의 정보, 예를 들어 발신 단말(110) 및 착신 단말(310)의 IP 주소를 제공받아, 발신 단말(110) 및 착신 단말(310) 사이에서 미디어 데이터를 송수신한다. 이 때, IBCF(210)로부터 발신 단말(110) 및/또는 착신 단말(310)의 사설 IP 주소와 공인 IP 주소를 모두 제공받은 경우, 각각의 단말(110, 310)로 미디어 데이터를 송수신할 때에는 상기 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 모두로 미디어 릴레이 처리가 가능하도록 한다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 방법에서 REGISTER 메시지에 대한 호 흐름도이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 도 3의 단말(110, 310)은 도 2의 발신 단말(110) 및 착신 단말(310)을 포함한다. 즉, 사설망에 속한 단말을 모두 포함한다.

단말(110, 310)은 IBCF(210)로 REGISTER 메시지를 전송한다(S410).

이 때, 단말(110, 310)이 사설망에 속한 경우, 단말(110, 310)은 NAT(120, 320)를 경유한다. 단말(110, 310)의 사설망에서의 주소가 사설 IP 주소 및 사설 포트 값을 가지는 경우, NAT(120, 320)에서는 단말(110, 310)에 공인 IP 주소 및 공인 포트 값을 부여한다. 이 때, 사설 포트 및 공인 포트의 값은 같은 값을 가질 수도 있으나, 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

IBCF(210)는 전송된 REGISTER 메시지를 분석하는데, REGISTER 메시지의 Contact 헤더의 주소(A: 사설 IP 주소, 사설 포트) 와 REGISTER 메시지를 보내온 패킷의 소스 주소(A': 공인 IP 주소 및 공인 포트)를 비교하여, 그 값이 서로 다른 경우 NAT(120, 320) 환경에 있는 단말(110, 310)로 인식한다. 단말(110, 310)이 NAT(120, 320) 환경에 있는 것으로 인식한 경우, IBCF(210)는 REGISTER 메시지의 Contact의 user-part에 단말(110, 310)의 주소 A 및 주소 A'을 모두 기재한다. 즉, REGISTER 메시지의 Contact에 사설 IP 주소, 사설 포트와 공인 IP 주소 및 공인 포 트를 모두 기재한다.

REGISTER 메시지에 주소 A 및 주소 A'을 반영한 IBCF(210)는 상기 REGISTER 메시지를 CSCF(220)로 전송한다(S420).

상기 REGISTER 메시지는 우선 CSCF(220)의 P-CSCF로 전송되며, P-CSCF는 상기 REGISTER 메시지를 I-CSCF에게 전송하고, I-CSCF는 SLF(Server Locator Function)로부터 HSS(230)의 주소를 획득하고, 획득된 주소를 이용하여 HSS(230)에게 사용자 권한 요청(User Authorization Request; UAR) 메시지를 전송한다. HSS(230)는 I-CSCF로부터 전송된 UAR 메시지를 참조하여 적당한 S-CSCF를 선정하고, 선정된 S-CSCF에 대한 정보를 포함하는 사용자 권한 응답(User Authorization Answer; UAA) 메시지를 I-CSCF에게 전송한다. I-CSCF는 UAA 메시지를 통하여 단말(110, 310)의 등록 요청을 처리할 S-CSCF를 설정할 수 있으며, 설정된 S-CSCF에게 등록 요청 메시지를 전송한다.

여기서, REGISTER 메시지의 Contact의 user-part에 주소 A 및 주소 A'이 모두 반영되어 있으므로, S-CSCF에 등록된 정보에도 주소 A 및 주소 A'이 포함된다.

이에 대해, S-CSCF는 200 OK 메시지를 P-CSCF에게 전송하고, P-CSCF는 상기 200 OK 메시지를 IBCF(210)로 전송하면(S430), IBCF(210)는 다시 단말(110, 310)로 상기 200 OK 메시지를 전송한다(S440).

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS의 망간 연동 방법에서 INVITE 메시지에 대한 호 흐름도이다.

도 2 및 도 4을 참조하면, 발신 단말(110)은 INVITE 메시지를 IBCF(210)로 전송한다(S510).

이 때, 발신 단말(110)의 사설망에서의 주소 A가 사설 IP 주소 및 사설 포트 값을 가지는 경우, 발신 단말(110)은 INVITE 메시지의 Via 헤더에 주소 A(사설 IP 주소, 사설 포트)를 기재하고 rport 파라미터를 사용한다.

이 때, 발신 단말(110)이 사설망에 속한 경우, 발신 단말(110)은 NAT(120)를 경유한다. NAT(120)에서는 발신 단말(110)에 주소 A'(공인 IP 주소, 공인 포트)를 부여한다. 이 때, 사설 포트 및 공인 포트의 값은 같은 값을 가질 수도 있으나, 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

IBCF(210)는 전송된 INVITE 메시지를 분석하여 INVITE 메시지의 SDP(Session Description Protocol)에 기재된 단말 IP 주소(주소 A)와, INVITE 메시지를 보내온 패킷의 소스 주소(A': 공인 IP 주소 및 공인 포트)를 비교하여, 그 값이 서로 다른 경우 NAT(120) 환경에 있는 발신 단말(110)로 인식한다. 발신 단말(110)이 NAT(120) 환경에 있는 것으로 인식한 경우, IBCF(210)는 우선 TrGW(240)로 이 두개의 주소(A, A')를 모두 수용하는 미디어릴레이 주소 할당을 요청한다. TrGW(240)는 상기 요청에 대하여 발신 단말(110)에 대한 착신용 주소 T1을 할당하여 IBCF(210)로 통보한 다음, 두개의 발신 단말(110)의 주소(A, A')에 대해 릴레이 준비를 한다. IBCF(210)는 상기 TrGW(240)가 할당한 발신 단말(110)에 대한 릴레이주소(T1)을 INVITE의 SDP내 m/c line에 반영한 다음, 응답메시지를 발신 단말(110)로 라우팅 가능하도록 INVITE 메시지의 Via 헤더에 주소 A'(공인 IP 주소, 공인 포트)를 추가로 기재한다. 예를 들어, 공인 IP 주소는 Received 파라미터의 값으로 기재하 고, rport 파라미터의 값으로 공인 포트의 값을 반영한다. 그러면, INVITE 메시지의 Via 헤더에는 주소 A 및 주소 A'을 모두 기재되게 된다.

또한, IBCF(210)는 top Via 헤더에 자신의 주소 P를 더 기재한다.

상기 INVITE 메시지에 대하여, IBCF(210)는 발신 단말(110)로 100 Trying 메시지를 전송함으로써, 응답한다(S520).

IBCF(210)는 주소 A 및 주소 A'이 반영된 상기 INVITE 메시지를 착신 단말(310)로 전송한다(S530). 보다 구체적으로 설명하면, IBCF(210)는 주소 A 및 주소 A'이 반영된 상기 INVITE 메시지를 발신측 CSCF로 전송하며, 발신측 CSCF는 상기 INVITE 메시지를 착신측 CSCF로 전송한다. 이어서, 착신측 CSCF는 상기 INVITE 메시지를 착신측 IBCF로 전송하고, 착신측 IBCF는 상기 INVITE를 착신 단말(310)로 전송한다. 상기 INVITE 메시지에 대하여, 착신 단말(310)은 IBCF(210)로 100 Trying 메시지를 전송함으로써, 응답한다(S540). 또한, 착신 단말(310)은 180 Ringing 메시지를 IBCF(210)로 전송한다(S550). IBCF(210)는 180 Ringing 메시지를 수신하여 발신 단말(110)로 전송한다(S560).

착신 단말(310)은 200 OK 메시지를 IBCF(210)로 전송하는데(S570), 착신 단말(310)은 주소 A, 주소 A' 및 주소 P가 기재된 Via 헤더를 그대로 보존하면서, IBCF(210)로 전송한다.

IBCF(210)로 상기 200 OK 메시지가 수신되면, IBCF(210)는 TrGW(240)로 이 착신단말의 주소 B를 수용하는 미디어릴레이 주소 할당을 요청한다. TrGW(240)는 상기 요청에 대하여 착신 단말(310)에 대한 착신용 주소 T2을 할당하여 IBCF(210) 로 통보한 다음, 착신 단말(310)의 주소(B)에 대해 릴레이 준비를 한다. IBCF(210)는 상기 TrGW(240)가 할당한 발신 단말(110)에 대한 릴레이주소(T2)을 200 OK의 SDP내 m/c line에 반영한 다음, Via 헤더에서 자신의 주소인 주소 P는 삭제하고, Via 헤더에 Received 파라미터 및 rport 파라미터로 기재된 주소 A'(공인 IP 주소, 공인 포트)의 값을 도착 주소로 설정하여 발신 단말(110)로 전송한다.

그러면, 200 OK 메시지는 NAT(120)으로 전송되고, NAT(120)을 통과하여 발신 단말(110)로 도달한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 발신 단말(110)은 SIP 메시지를 IBCF(210)로 전송한다(S610).

이 때, 발신 단말(110)이 사설망에 속한 경우, 발신 단말(110)은 NAT(120)를 경유한다. 발신 단말(110)이 주소 A(제1 사설 IP 주소, 제1 사설 포트)를 갖는 경우, NAT(120)에서는 발신 단말(110)에 주소 A'(제1 공인 IP 주소, 제1 공인 포트)를 부여한다. 이 때, 사설 포트 및 공인 포트는 같은 값을 가질 수도 있으나, 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

IBCF(210)는 전송된 SIP 메시지를 분석하여 SIP 메시지의 SDP에 기재된 단말 IP 주소(주소 A)와, SIP 메시지 헤더에 기재된 소스 IP 주소(주소 A')를　비교한다(S620).

상기 비교한 두 주소의 값이 다를 경우, IBCF(210)는 TrGW(240)에 상기 두 주소(주소 A, 주소 A')을 모두 수용하도록 미디어 할당 요청을 한다(S630).

TrGW(240)에서는 발신 단말(110)에 대하여, 미디어 릴레이 주소 T1(제1 주소, 제1 포트)을 할당하고 주소 A와 주소 A'에 대하여 모두 미디어 전송을 진행하도록 준비한다(S640). TrGW(240)에서 주소 A 및 주소 A' 두 주소에 대하여 미디어 전송을 진행하도록 하는 것은, NAT(120)의 존재 여부가 불확실 하기 때문에, 발신 단말(110)이 가질 수 있는 모든 주소에 대하여 미디어 전송을 진행하기 위함이다.

한편, IBCF(210)는 CSCF(220)를 경유하여 착신 단말(310)로 SIP 메시지를 전송한다(S650).

이때, 착신 단말(310)도 NAT(320) 환경에 있는 경우, 단말의 등록 과정에서 저장한 정보를 활용한다. 즉, 상술한 바와 같이 사설망에 속하여 NAT(320) 환경에 있는 단말이 등록될 때에는 REGISTER 메시지의 Contact의 user-part에 주소 B(제2 사설 IP 주소, 제2 사설 포트) 및 주소 B'(제2 공인 IP 주소, 제2 공인 포트)를 모두 반영한다. 따라서, 상기 등록 과정에서 저장한 주소 B'(제2 공인 IP 주소, 제2 공인 포트)를 도착 주소로 설정하여 착신 단말(310)로 전송한다.

그러면, 상기 SIP 메시지는 NAT(320)으로 전송되고, NAT(320)을 통과하여 착신 단말(310)로 도달한다.

착신 단말(310)에서 IBCF(210)로 200 OK 메시지를 전송하고(S662), IBCF(210)는 발신 단말(110)로 200 OK 메시지를 전송한다(S664).

이 때, IBCF(210)는 착신 단말(310)에서 수신된 200 OK 메시지를 분석하여 200 OK 메시지의 SDP(Session Description Protocol)에 기재된 단말 IP 주소(주소 B)와, 200 OK 메시지 헤더에 기재된 소스 IP 주소(주소 B')를　비교한다(S670).

상기 비교한 두 주소의 값이 다를 경우, IBCF(210)는 TrGW(240)에 상기 두 주소(주소 B, 주소 B')을 모두 수용하도록 미디어 할당 요청을 한다(S680).

TrGW(240)에서는 착신 단말(310)에 대하여, 미디어 릴레이 주소 T2(제2 주소, 제2 포트)을 할당하고 주소 B와 주소 B'에 대하여 모두 미디어 전송을 진행하도록 준비한다(S690).

도 5를 참조하면, 발신 단말(110)과 착신 단말(310) 사이에 세션이 연결되면, 다음과 같이 미디어 릴레이가 진행된다.

즉, 발신 단말(110)에서의 주소 A, NAT(120)에서 변환된 주소 A', TrGW(240)에서 착신 단말(310)에 할당한 주소 T1, TrGW(240)에서 착신 단말(310)에 할당한 주소 T2, NAT(320)에서 변환된 주소 B', 착신 단말(310)에서의 주소 B의 순서로 미디어 릴레이가 진행될 수 있다.

즉, 미디어의 전송 과정은 상기와 같은 순서로 발신 단말(110)로부터 TrGW(240)를 거쳐 착신 단말(310)로 전송될 수 있다. 그리고, 착신 단말(310)이 전송하는 미디어는 정반대의 과정을 거쳐 발신 단말(110)로 전송될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 IMS 망에서의 SIP 메시지 처리 장치, IMS에서의 NAT-Traversal 시스템 및 방법에 따르면, IMS망에서의 NAT-Traversal 문제를 본래 구비하고 있는 장치들로 해결함으로써 단말이나 기존 네트워크 장비의 하드웨어 변경이 불필요하게 되고, IMS 망에서의 타망 연동 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다.

또한, 사설망에 속한 단말에 부여된 모든 주소로 미디어 전송 및 SIP 메시지 전달이 진행되기 때문에, NAT-Traversal 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIP 메시지 처리 장치에 대한 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 시스템의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 방법에서 REGISTER 메시지에 대한 호 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 방법에서 INVITE 메시지에 대한 호 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 IMS에서의 망간 연동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 발신망 200: IMS망

210: IBCF 220: CSCF

230: HSS 240: TrGW

300: 착신망 110, 310: 단말

Claims (16)

1. 발신 단말로부터 SIP 메시지를 수신받는 제1 인터페이스부;

   상기 SIP 메시지를 착신 단말로 발신하는 제2 인터페이스부;

   상기 SIP 메시지를 분석하여 상기 발신 단말이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단하는 제어부; 및

   상기 발신 단말이 NAT 환경에 있는 경우, 상기 SIP 메시지 내에 포함된 사설망에서 상기 발신 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말에 부여된 제2 주소를 미디어 릴레이부로 전송하고, 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 상기 미디어 릴레이부로 미디어릴레이용 주소 할당을 요청하는 제3 인터페이스부를 포함하는 SIP 메시지 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 SIP 메시지의 SDP에 기재된 단말 IP 주소와, 상기 SIP 메시지 헤더에 기재된 소스 IP 주소를 비교하여, 그 값이 서로 다른 경우 NAT 환경에 있는 발신 단말로 판단하는 SIP 메시지 처리 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제2 인터페이스부는 상기 SIP 메시지의 Via에 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소를 기재하여 상기 착신 단말로 발신하는 SIP 메시지 처리 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 주소 및 상기 제2 주소는 각각 IP 주소 및 포트 정보를 포함하는 SIP 메시지 처리 장치.
6. 사설망에서 부여된 제1 주소 및 NAT에서 부여된 제2 주소를 갖는 단말;

   상기 제1 주소 및 상기 제2 주소가 기재된 상기 단말의 SIP 메시지 및 해당 패킷 헤더를 분석하여 상기 단말이 NAT 환경에 있는지 여부를 판단하고, 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 미디어릴레이용 주소 할당을 요청하는 SIP 메시지 처리 장치; 및

   상기 SIP 메시지 처리 장치로부터 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소를 전송받으며, 상기 요청에 따라 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대해 미디어릴레이용 주소를 할당하여 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대하여 미디어를 릴레이하는 미디어 릴레이 장치를 포함하는 NAT-Traversal 시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 SIP 메시지 처리 장치는 상기 SIP 메시지의 SDP에 기재된 단말 IP 주소와, 상기 SIP 메시지 헤더에 기재된 소스 IP 주소를 비교하여, 그 값이 서로 다른 경우 NAT 환경에 있는 발신 단말로 판단하는 NAT-Traversal 시스템.
8. 삭제
9. 제 6항에 있어서,

   상기 SIP 메시지 처리 장치는 REGISTER 메시지를 수신하는 경우, 상기 REGISTER 메시지에 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소를 모두 수록하여 가입자 등록 장치로 전송하는 NAT-Traversal 시스템.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제1 주소 및 제2 주소는 상기 REGISTER 메시지 내 Contact의 user-part에 기재되는 NAT-Traversal 시스템.
11. 제 6항에 있어서,

    상기 SIP 메시지 처리 장치는 Request 메시지 또는 Response 메시지를 수신하는 경우, 상기 Request 메시지 또는 Response 메시지의 Via에 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소를 기재하여 착신 단말로 전송하는 NAT-Traversal 시스템.
12. 제 6항에 있어서,

    상기 제1 주소 및 상기 제2 주소는 각각 IP 주소 및 포트 정보를 포함하는 NAT-Traversal 시스템.
13. 제 6항에 있어서,

    상기 SIP 메시지 처리 장치는 IBCF이고, 상기 미디어 릴레이 장치는 TrGW인 NAT-Traversal 시스템.
14. 사설망에 속한 발신 단말이 SIP 메시지를 IBCF로 전송하는 단계;

    상기 IBCF가 상기 사설망에서 상기 발신 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 발신 단말에 부여된 제2 주소에 대해 TrGW로 미디어릴레이용 주소할당을 요청하는 단계; 및

    상기 TrGW에서 상기 제1 주소 및 상기 제2 주소에 대하여 미디어릴레이용 주소를 할당하고 미디어를 전송하는 단계를 포함하는 IMS에서의 NAT-Traversal 방법.
15. 사설망에 속한 단말이 REGISTER 메시지를 IBCF로 전송하는 단계;

    상기 IBCF가 상기 REGISTER 메시지에 사설망에서 상기 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 단말에 부여된 제2 주소를 모두 수록하여 CSCF로 전송하는 단계;

    사설망에서 상기 단말에 부여된 제1 주소 및 NAT에서 상기 단말에 부여된 제2 주소를 CSCF에 등록하는 단계; 및

    상기 단말로 SIP 메시지가 수신되는 경우, 상기 SIP 메시지 처리 장치에서는 상기 제2 주소를 도착 주소로 하여 상기 단말로 SIP 메시지를 발신하는 단계를 포함하는 IMS에서의 NAT-Traversal 방법.
16. 삭제

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