KR101057815B1

KR101057815B1 - 터널링 기반 이동성 지원 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101057815B1
Application number: KR20090027766A
Authority: KR
Inventors: 박평구; 홍성백; 이경호; 전경표; 김봉태
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2011-08-19
Also published as: KR20100064286A; US8594099B2; US20110002220A1; JP4980468B2; CN102273254A; JP2011523793A; CN102273254B

Abstract

이종망 사이에서 아이피 버전(IPv4/IPv6)에 관계없이 단말의 이동성을 지원하는 터널 기반 이동성 지원 방법과 장치가 개시된다. 이동성 지원 장치는 부하 분산 장치, 복수의 이동성지원서버, 및 이동성지원서버와 각각 TCP 연결된 복수의 종단 라우터를 포함한다. 부하 분산 장치는 단말로부터 아이피 터널의 설정을 요청하는 터널 설정 요청 메시지를 수신하면, 복수의 이동성지원서버들 중에서 단말을 위해 이동성 서비스를 제어하기 위한 이동성지원서버를 선택한다. 그리고 선택된 이동성지원서버는 소정의 기준에 따라서 복수의 종단 라우터들 중에서 단말과 아이피 터널을 설정할 종단 라우터의 복수의 터널종단 주소를 선택하여 수신된 터널 설정 요청 메시지를 선택된 종단 라우터로 전송하고, 또한 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 단말로 송신한다.

Description

터널링 기반 이동성 지원 장치 및 방법{Tunneling-based mobility support equipment and method}

본 발명은 단말의 이동성 지원을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이종 아이피(IP, Internet Protocol)망 접속이 가능한 단말을 위하여 터널링에 기초하여 이동성을 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-013-02, 과제명: All IPv6 기반 Fixed-Mobile Convergence 네트워킹 기술 개발].

인터넷 프로토콜 버전 4/6(Internet Protocol version 4/6, IPv4/IPv6) 단말이 현재 접속 중인 망과 다른 새로운 망으로 핸드오버하는 경우, IPv4/IPv6 단말은 이전의 접속망과는 연결을 끊고 새로운 접속망과 연결하여 통신을 수행한다. 핸드오버 과정에서 시간 지연이 생기면, 실시간으로 제공되어야 하는 서비스 등은 끊김이 발생하게 된다. 이러한 핸드오버 지연은 현재 논의가 진행 중인 이동 IPv6(Mobile IPv6, MIPv6)에서도 마찬가지이다. MIPv6에서는 이동 노드가 새로운 액세스 포인트를 검색하게 되면 2계층(L2) 핸드오버가 수행된 후에 3계층(L3) 핸드오버가 수행되므로, 핸드오버 지연이 불가피하다.

MIPv6에서의 핸드오버 지연을 줄이기 위하여, IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 IPv6 고속 핸드오버(Fast handover for Mobile IPv6, FMIPv6) 기술을 제안하고 있다. FMIPv6는 2계층 핸드오버가 발생하기 전에 미리 3계층 핸드오버를 수행할 수 있도록 하여 핸드오버 지연을 최소화한다. 그러나 FMIPv6를 위해서는 이동하는 동안의 데이터 트래픽(Data Traffic)을 버퍼링(Buffering)하는 기능을 가지고 있어야 하고 홈 에이전트(Home Agent)와의 시그널링(Signalling)을 이용하여야 하기 때문에, 단말에 대한 복잡도가 증가한다. 또한, FMIPv6에서는 액세스 라우터(Access Router)가 IPv6만을 지원하는데, 아직까지는 IPv6망과 IPv4망이 공존하고 있으므로 IPv4에 대한 지원도 필요하다.

IPv6망과 IPv4망이 공존하는 경우에도 이종 접속망간의 핸드오버를 지원하여 끊김 없는 서비스를 지원하기 위한 방법의 하나로, IPv6 이동성지원서버(IPv6 Mobility Support Server)를 포함하는 이동성 지원 시스템이 제안되었다. 이에 의하면, 다중 무선 인터페이스를 갖는 IPv6 단말은 각 인터페이스를 이용하여 L2 협약을 맺은 다음, 이동성지원서버와 활성 터널(Active Tunnel) 및 대기 터널(Standby Tunnel)을 함께 설정한다. 단말은 활성 터널을 통해 통신을 하다가 다른 접속망으로 이동하면 대기 터널을 활성화하여 이를 통해 계속 통신을 수행한다. 이 경우에, 새로운 망과의 L2 협약은 이미 수행되었으며 또한 이전의 L3 정보를 그 대로 이용하기 때문에, L2 및 L3 핸드오버에 소요되는 시간을 줄일 수가 있다.

그런데, 이러한 이동성 지원 시스템에 의하면, 모든 단말이 이동성지원서버와 활성 터널 및 대기 터널을 설정하므로, 이동성지원서버의 부담이 증가하고 가입 단말의 수가 증가할 경우에 이에 능동적으로 대처하지 못하는 문제가 있다. 보다 구체적으로, 가입 단말의 증가에 따라서 터널의 설정과 관리에 따른 이동성지원서버의 부담은 증가하고, 이동성지원서버의 숫자나 용량을 신속하게 증가시키는 데는 한계가 있다. 또한, 가입 단말이 증가하면 그 만큼 이동성지원서버가 처리해야 할 메시지나 포워딩 할 데이터의 양도 증가하게 되는데, 이것은 이동성지원서버의 부담을 증가시키는 요인이 된다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 터널링에 기반하여 이종망간에 핸드오버를 지원하는 이동성 지원 시스템에서, 가입 단말 수의 변화에 능동적으로 대처할 수가 있으며, 특히 가입 단말 수의 증가하더라도 이에 신속히 그리고 효율적으로 대처할 수 있는 이동성 지원 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 가입 단말의 수가 증가하더라도 이동성지원서버의 부담이 증가하는 것을 최소화할 수 있으며, 이동성 지원 장치에 포함되는 복수의 이동성지원서버 사이에서 부담을 효율적으로 분배할 수 있는 터널링 기반 이동성 지원 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 하나의 과제는 가입 단말의 수가 증가하더라도 모든 단말에 대하여 핸드오버 시에 끊김 없는 서비스를 보장할 수 있는 터널링 기반 이동성 지원 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 복수의 아이피 접속망을 통해 접속이 가능한 단말이 현재 접속 중인 접속망과 다른 접속망을 통해 끊김 없이 통신을 수행할 수 있도록 지원하는 이동성지원서버를 위한 터널 기반 이동성 지원 방법에 관한 것이다. 이에 의하면, 단말로부터 아이피 터널의 설정을 요청하는 터널 설정 요청 메시지를 수신하면, 이동성지원서버는 복수의 종단 라우터들 중에서 종단 라우터와 이 종단 라우터의 터널 종단 주소를 선택하고 상기 선택된 종단 라우터로 상기 터널 설정 요청 메시지를 송신한다. 그리고 상기 선택된 종단 라우터로부터 상기 터널 설정 요청 메시지에 대한 응답을 수신하면, 상기 선택된 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 것을 포함한다. 이 때, 단말은 IPv4 단말이거나 IPv6 단말이거나 또는 두 가지 모두를 지원하는 단말일 수 있다. 그리고 이동성지원서버는 단말이 IPv4망을 이용하여 IPv6 주소로 통신을 시도하면 단말과 종단 라우터 사이에 IPv6-over-IPv4 터널을 설정하도록 하고, IPv4망을 이용하여 IPv4 주소로 통신을 한다면 IPv4-over-IPv4 터널을 설정하도록 한다. 또한, 단말이 IPv6망을 이용하여 IPv6 주소로 통신을 시도하면 이동성지원서버는 IPv6-over-IPv6 터널을 설정하도록 하고, IPv6망을 이용하여 IPv4 주소로 통신을 시도하면 이동성지원서버는 IPv4-over-IPv6 터널을 설정하도록 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 복수의 아이피 접속망을 통해 접속이 가능한 단말의 이동성을 지원하는 이동성 지원 장치를 위한 터널 기반 이동성 지원 방법에 관한 것이다. 이에 의하면, 단말로부터 아이피 터널의 설정을 요청하는 터널 설정 요청 메시지를 수신하면, 이동성 지원 장치는 상기 터널 설정 요청 메시지에 응답하여 상기 이동성 지원 장치에 포함되는 복수의 이동성지원서버들 중에서 상기 단말을 위해 이동성 서비스를 제어하기 위한 이동성지원서버를 선택한다. 이러한 이동성지원서버의 선택은 상기 이동성 지원 장치에 포함되는 부하 분산 장치에 의하여 수행될 수 있다. 그리고 선택된 이동성지원서버는 이동성 지원 장치에 포함되는 복수의 종단 라우터들 중에서 상기 단말과 아이피 터널을 설정할 종단 라우터 및 이 종단 라우터의 터널 종단 주소를 선택한다. 또한, 상기 이동성지원서버는 선택된 종단 라우터의 기선택된 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 상기 단말로 송신한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 아이피접속망을 통해 접속이 가능한 단말의 이동성을 지원하기 위한 터널 기반 이동성 지원 장치에 관한 것이다. 이 터널 기반 이동성 지원 장치는 하나 또는 그 이상의 이동성지원서버와 복수의 종단 라우터를 포함하며, 또한 부하분산장치를 포함할 수 있다. 이동성 지원 서버는 단말로부터 아이피 터널의 설정 요청을 수신하면, 전송 제어프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP) 연결된 복수의 종단 라우터들 중 에서 상기 단말과 아이피 터널을 설정할 종단 라우터 및 이 종단 라우터의 터널 종단 주소를 선택하고, 또한 선택된 종단 라우터의 선택된 터널 종단 주소를 상기 단말로 전송한다. 그리고 이동성지원서버로부터 터널 설정 요청 메시지를 수신하는 선택된 종단 라우터는, 터널 설정 요청 메시지를 전송한 상기 단말과 데이터 평면에서 아이피 터널을 설정한다.

또한, 부하 분산 장치는 복수의 이동성지원서버가 존재하는 경우에 필요한데, 단말로부터 아이피 터널의 설정 요청을 수신하고, 수신된 터널 설정 요청에 응답하여 상기 복수의 이동성지원서버 중에서 하나의 이동성지원서버를 선택하고, 그리고 수신된 터널 설정 요청 메시지를 상기 선택된 이동성지원서버로 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이동성지원서버와 함께 복수의 종단 라우터가 포함되도록 이동성 지원 장치를 구성하고, 이동성 서비스를 지원하는데 있어서 필요한 기능들을 나누어서 수행한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 의하면, 단말의 이동성을 지원하는데 있어서 필요한 모든 기능을 수행해야 하는 이동성지원서버의 부담을 완화시킬 수가 있다. 특히, 단말과 설정된 터널을 관리하는 기능이나 상대 단말 등으로의 데이터 전달 기능을 종단 라우터가 맡아서 처리함으로써, 이에 따른 이동성지원서버의 부담이 완화될 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동성 지원 장치는 복수의 이동성지원서버와 복수의 종단 라우터에 추가하여, 부하 분산 장치를 더 포함한다. 이 부하 분산 장치는 이동성 지원 서비스에 대한 가입자가 증가하는 경우에, 이동성지원서버의 용량 증가가 필요한 경우에 복수의 이동성지원서버 사이의 부담을 분산시킴으로써, 이동성지원서버를 추가하는 것을 용이하도록 한다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 이동성지원서비스의 연속성이 보장될 뿐만 아니라 서비스 신뢰도를 향상시킬 수가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 예를 상세히 설명한다. 후술되는 실시예들은 본 발명의 기술 사상에 대한 이해를 위하여 예시적으로 기술되는 것으로서, 이 실시예들에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 터널링 기반 이동성 지원 장치 및 방법을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예를 통해 지원하고자 하는 이동성 서비스에 관하여 먼저 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 지원하는 이동성 서비스의 일례를 설명하기 위한 다이어그램이다. 도 1에는 단말(Mobile Node, MN, 10)이 와이파이망(Wifi Network)으로부터 와이브로망(Wibro Network)으로 이동하는 경우가 도시되어 있으나, 이것은 단지 예시적인 것이다. 도 1에서 참조번호 22와 24는 각각 Wifi망과 Wibro망으로의 게이트웨이 또는 라우터를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 단말(10)은 아이피 네트워크 코아(IP Network Core)를 통해 활성 터널(Active Tunnel)과 대기 터널(Standby Tunnel)을 설정하고 있다. 대기 터널은 단말(10)의 이동으로 신호가 약해지거나 또는 음영 지역 등으로 인하여 활성 터널의 서비스 제한에 대비한 임시 터널 또는 보충 터널이다. 단말(10)은 IPv4 단말이거나 IPv6 단말이거나 또는 IPv4와 IPv6를 모두 지원하는 단말일 수 있다(이하, '아이피 버전 4/6(IPv4/6) 단말'이라고 한다). 그리고 단말(10)은 Wifi망과 Wibro망을 포함한 이종망 접속이 가능하며, 또한 이들 이종망 사이에서의 이동성을 지원한다. 이와 같이, 이종망 접속이 가능하며 또한 이동성을 지원하는 단말(10)을 '이동성지원단말(Mobility Support Terminal)'이라 한다. 이하에서는 단순히 '단말'이라고 칭하더라도 다른 기재가 없다면 이것은 이동성지원 IPv4/6 단말을 가리킨다.

Wifi망에서 Wibro망으로 이동하는 이동성지원단말(10)은 Wifi 인터페이스를 통해서는 활성 터널을 설정하고 또한 Wibro 인터페이스를 통해서는 대기 터널을 설정하고 있다. 이동성지원단말(10)이 어떤 인터페이스를 통해서 활성 터널과 대기 터널을 설정할지에 관해서는 특별한 제한이 없다. 예컨대, 서비스 품질이나 이용요금 또는 사용자의 임의적인 선택에 의하여, 이동성지원단말(10)을 위한 활성 터널과 대기 터널을 설정할 인터페이스가 결정될 수 있다.

이러한 터널 기반의 이동성 지원 서비스에 의하면, 이동성지원단말(10)이 도 1의 화살표에 표시된 것과 같이 이동하여 활성 터널을 설정하고 있는 Wifi망의 신호가 약해지면, 이동성지원단말(10)은 Wifi망을 통한 연결을 통해 이동성지원서 버(30)에게 대기터널을 통해서 통신을 지속하겠다는 통보를 한 다음, 대기 터널을 활성 터널로 변경하여 Wibro망을 통해 계속적으로 통신을 할 수 있다. 이 경우에, 이동성지원단말(10)은 Wibro망에 대한 L2 협약(Association)은 미리 체결한 상태이며 또한 아이피 터널도 이미 설정되어 있기 때문에, 핸드오버 지연을 최소화할 수가 있다. 그리고 도면에 도시되어 있지는 않지만, 핸드오버시에 대기 터널을 활성 터널로 변경한 이동성지원단말(10)은, 다른 접속망(예컨대, Wifi망이나 3GPP 등과 같은 이동통신망)을 통해서 추가적으로 대기 터널을 설정함으로써, 뒤따르는 Wibro망으로부터의 핸드오버를 준비한다.

이러한 이동성 서비스에 의하면, 이동성지원단말(10)이 위치를 이동하는 등의 이유로 현재 접속 중인 망과 다른 망으로 접속하는 경우에도, 이동성지원서버(30)를 통해 끊김 없이 서비스를 제공받을 수가 있다. 예를 들어, 이동성지원단말(10)이, 이동성지원서버(30)와 접속하고 있는 장치(40), 예컨대 다른 망과 접속 가능한 게이트웨이(Gateway, 41), 서비스 서버(42), 또는 상대 단말(Correspondent Node, CN, 43)과 통신을 하고 있는 경우에, 접속망이 바뀌더라도 이러한 터널링 기반 이동성 서비스를 통해 끊김 없이 장치(40)와 계속 통신을 수행할 수가 있다.

도 2는 도 1에 도시된 이동성 지원 시스템을 통해 이동성지원단말(10)이 상대 단말(43)과 통신하는 방법을 보여 주기 위한 도면이다. 도 2에서는 이동성지원단말(10)과 상대 단말(43)이 모두 IPv4망(CoA, Care of Address)을 이용하여 IPv6(HoA, Home Address)로 통신하는 것으로 가정하였다. 그리고 도 2에서는 도 1에 도시된 참조 번호 22 및 24의 게이트웨이 또는 라우터의 도시는 생략하였으며, 또한 실제 통신에 이용되지 않는 대기 터널에 대한 도시도 생략하였다. 또한, 참조 번호 52와 54는 활성 터널이 설정된 무선 접속망의 접속점(Point of Attachment, POA), 예컨대 Wifi망의 액세스 포인트(AP)이거나 또는 Wibro 기지국(RAS)일 수 있다.

도 2를 참조하면, 이동성지원단말(MN, 10)은 목적지, 즉 상대 단말(CN, 43)로 전송할 데이터(Data)가 포함된 제1 IPv6 패킷(A)을 만들어서 제1 활성 터널(First Active Tunnel)을 통해 전송한다. 전술한 바와 같이, 이동성지원단말(10)과 상대 단말(42)은 IPv4망을 이용하여 IPv6 통신을 가정하므로, 제1 IPv6 패킷(A)은 데이터, 상대 단말(42)을 목적지로 하는 정보를 포함하는 IPv6 헤더(IPv6 CN), 및 IPv4망을 이용하기 위한 IPv4 서버를 목적지로 하는 IPv4 헤더(IPv4 서버)를 포함한다. 그리고 이동성지원서버(30)는 제1 활성 터널을 통해 제2 IPv6 패킷(B)을 수신한다. 제2 IPv6 패킷(B)은 IPv4망을 통과하면서 제1 IPv6 패킷(A)으로부터 IPv4 헤더가 제거된 포맷을 갖는다. 계속해서, 이동성지원서버(30)는 제3 IPv6 패킷(C)을 만들어서 제2 활성 터널(Second Active Tunnel)을 통해 상대 단말(43)로 전송한다. 제3 IPv6 패킷(C)도 IPv4망을 이용하여 상대 단말(42)로 전송되므로, 제2 IPv6 패킷(B)에 상대 단말(42)을 목적지로 하는 정보를 포함하는 IPv4 헤더(IPv4 CN)가 추가된 포맷을 갖는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널링 기반 이동성 지원 장치를 포함하는 이동성 지원 시스템을 보여 주는 다이어그램이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동성 지원 장치(130)는 이동성지원서버(132)와 복수의 종단 라우터(134a, 134b)를 포함한다. 종단 라우터(134a, 134b)는 각각 다수의 단말들(110a, 110b, 110c) 중에서 하나의 단말, 예컨대 제1 단말(110a)과 한 쌍의 IP 터널, 즉 활성 터널과 대기 터널을 설정한다. 그리고 이동성지원서버(132)는 단말, 예컨대 제1 단말(110a)의 터널 생성 요청에 따라 복수의 종단 라우터(134a, 134b) 중에서 제1 단말(110a)과 IP 터널을 설정할 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(134a)를 선택한다. 그리고 제1 단말(110a)은 선택된 제1 종단 라우터(134a)의 터널을 생성할 수 있는 터널 종단 주소를 획득하면, 제1 종단 라우터(134a)와 활성 터널과 대기 터널을 설정한다.

단말(110a, 110b, 110c)은 복수의 인터페이스를 지원하며 또한 이들 복수의 인터페이스 사이의 IPv6 이동성을 지원하는 사용자 장치, 즉 이동성지원단말이다. 단말(110a, 110b, 110c)은 이동성지원서버(132)에 요청하여 종단 라우터들(134a, 134b) 중 하나의 터널 종단 IP 주소를 획득하고, 이를 이용하여 두 개의 인터페이스 각각을 통해 상기 종단 라우터와 한 쌍의 IP 터널을 설정한다. 설정된 한 쌍의 IP 터널은 소정의 기준에 따라서 각각 활성 터널과 대기 터널이 된다. 그리고 설정된 IP 터널은 IPv6-IPv4 터널일 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다.

종단 라우터(134a, 134b)는 IPv4 데이터와 IPv6 데이터를 모두 처리할 수 있는 듀얼스텍 라우터(Dual-stack Router)로 구성될 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(134a)는 이동성지원서버(132)로부터 요청을 받으면, 터널 설정을 요청한 단말, 예컨대 제1 단말(110a)과 한 쌍 의 IP 터널(예컨대, IPv6-IPv4 터널)을 설정한 다음, 설정된 IP 터널을 통해 제1 단말(110a)과 통신을 한다. 그리고 종단 라우터(134a, 134b)는 이동성지원서버(132)와 IPv4/IPv6 메시지(예컨대, 터널 생성 요청/응답 메시지 등)를 주고 받을 수 있도록 TCP(Transmission Control Protocol)로 연결되어 IPv6 통신을 할 수 있다. 또한, 종단 라우터(134a, 134b)는 이동성지원서버(132)와 최초로 연결하는 경우에는 소정의 절차에 따라서 이동성지원서버(132)로 등록을 하며, 등록과 동시나 그 이후에는 주기적으로 또는 필요에 따라서 임의로 현재 설정된 터널의 개수 및/또는 설정 가능한 여유 터널의 개수를 지시하는 정보를 이동성지원서버(132)로 전송할 수 있다.

이러한 종단 라우터(134a, 134b)는 다음과 같은 기능들을 수행할 수 있다. 즉, 종단 라우터들(134a, 134b) 각각은 서비스 터널의 종류(예컨대, IPv4-over-IPv4 터널, IPv6-over-IPv4 터널, …) 설정, TCP(Transmission Control Protocol) 연결 대기, 내부 이벤트 송수신, 이동성지원서버와의 메시지 송수신, 데이터 평면에 터널 정보 설정 등의 기능을 수행할 수 있다.

이동성지원서버(132)는 이종 인터페이스 사이에서의 단말(110a, 110b, 110c)의 이동성을 지원하기 위한 서버이다. 단말, 예컨대 제1 단말(110a)로부터의 터널 생성 요청에 응답하여, 소정의 기준에 따라 복수의 종단 라우터들(134a, 134b) 중에서 하나의 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(134a)를 선택한다. 그리고 이동성지원서버(132)는 제1 단말(110a)과 제1 라우터(134a) 사이에 IP 터널(활성 터널과 대기 터널)이 설정될 수 있도록 필요한 정보를 제1 단말(110a)과 제1 라우 터(134a)에게 각각 전송한다. 또한, 이동성지원서버(132)는 설정된 터널을 유지, 관리, 종료, 절체하는 등의 제어 서버로서의 기능도 수행한다.

또한, 이동성지원서버(132)는 단말의 수가 증가하여 새로운 종단 라우터가 이동성 지원 장치(130)에 추가되면 추가된 종단 라우터를 등록한다. 그리고 이동성지원서버(132)는 추가된 종단 라우터에 대한 정보를 저장하고, 또한 정기적 및/또는 비정기적으로 등록된 모든 종단 라우터에 대한 상태 정보를 주기적으로 확인하거나 또는 파악한다.

이러한 이동성지원서버(132)는 다음과 같은 기능들을 수행할 수 있다. 즉, 이동성지원서버(132)는 종단 라우터의 설정, 종단 라우터와 TCP 연결 설정, 종단 라우터와의 메시지 송수신, 종단 라우터의 선택, 종단 라우터의 터널 종단 주소의 선택, 종단 라우터에 터널 설정/삭제/유지/절체 등의 기능을 수행할 수 있다.

이와 같이, 이동성지원서버는 단말로부터 터널 설정 요청을 받는 경우에, 소정의 기준(예컨대, 서비스 터널, 터널 수, 트래픽이 가장 적은 종단 라우터, 무작위, 및/또는 주소프리픽스 등)에 기초하여 상기 단말과 아이피 터널을 형성할 종단 라우터를 선택한다. 종단 라우터는 터널 종단 아이피 주소(Tunnel End IP Address)를 여러 개 보유할 수가 있는데, 이 경우에 이동성지원서버는 제어 서버의 관점에서 적당한 종단 라우터를 선택하고 또한 선택된 종단 라우터가 보유한 복수 개의 터널 종단 아이피 주소들 중에서 적당한 아이피 주소를 선택할 필요가 있다.

도 4는 이동성지원서버가 터널 설정을 요청한 단말을 위한 적당한 종단 라우터를 선택하고 또한 선택된 종단 라우터에서 적당한 터널 종단 아이피 주소가 선택 되는 과정의 일례를 보여 주는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 이동성지원서버는 단말로부터 터널 설정 요청 메시지를 수신한다(S1). 상기 터널 설정 요청 메시지에는 설정될 터널과 관련하여 단말이 요청하는 구체적인 조건(예컨대, 터널 유형 등)이 포함되어 있다. 그리고 이동성지원서버는 등록된 복수의 종단 라우터들 중에서 단말이 요청하는 조건, 예컨대 요청된 터널 유형을 지원하는 종단 라우터를 선택한다(S2). 이 경우에, 이동성지원서버는 각 종단 라우터의 총 터널 수, 가용성(트래픽 양), 프리픽스 등을 함께 고려하여 적당한 종단 라우터를 선택할 수 있다. 그리고 선택된 종단 라우터 내의 여러 개의 터널 종단 주소 중에서 각 터널 종단 주소를 통해 현재 설정된 터널의 개수를 고려하여 상기 단말을 위한 터널 종단 주소를 선택한다(S3). 이와 같이, 터널 종단 주소가 선택되면, 해당 종단 라우터는 선택된 터널 종단 라우터를 통해 상기 단말을 위한 아이피 터널을 생성한다(S4). 동시에, 해당 종단 라우터는 선택된 터널 종단 주소를 터널생성응답 메시지에 포함하여 단말에게 전송하는데, 단말은 수신된 터널 종단 주소를 이용하여 상기 종단 라우터로의 아이피 터널을 생성할 수 있다.

도 5는 도 3의 이동성 지원 시스템에서 제1 단말(110a)이 이동성 지원 장치(130)의 제1 종단 라우터(134a)와 활성 터널 및 대기 터널을 설정한 다음, 활성 터널을 통해 상대 단말과 통신하는 과정을 보여 주는 패킷 흐름도이다. 도 5에 도시된 활성 터널의 설정 절차는 대기 터널을 설정하는 절차에 그대로 적용될 수 있으므로, 이하에서는 제1 단말(110a)이 제1 종단 라우터(134a)와 활성 터널을 설정 하는 과정에 대해서만 설명한다. 그리고 도 5에 도시된 패킷 흐름도는 IPv6 단말이 IPv4망을 이용하는 경우이다. 이때 제1 종단 라우터(134a)는 이동성지원서버(132)와 IPv4/IPv6로 연결하며, 이동성지원서버(132)는 IPv4/IPv6 듀얼스택 장치일 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 단말(110a)은 순수 IPv4 통신으로 터널 생성 요청 메시지를 이동성지원서버(132)로 전송한다(S11). 상기 터널 생성 요청 메시지는 터널의 생성을 요청하는 정보(예컨대, 설정될 터널에 관한 구체적인 조건이 포함된 터널 생성 요청)에 추가하여 이동성지원서버(132)를 목적지로 하는 IPv4 헤더가 포함된 포맷을 가질 수 있다.

그리고 제1 단말(110a)로부터 터널 생성 요청 메시지를 수신한 이동성지원서버(132)는, 복수의 종단 라우터들 중에서 소정의 기준에 따라서 하나의 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(110a)를 선택한 다음, 선택된 제1 종단 라우터(134a)로 터널 생성 요청 메시지를 전송한다(S12). 제1 종단 라우터(110a)가 복수 개의 터널 종단 주소를 가지는 경우에, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 이동성지원서버(132)는 상기 복수 개의 터널 종단 주소 중에서 적당한 터널 종단 주소도 선택하여 상기 터널 생성 요청 메시지를 제1 종단 라우터(134a)로 전송할 수 있다.

계속해서, 터널 생성 요청 메시지를 수신한 제1 종단 라우터(134a)는 선택된 터널 종단 주소를 통해 제1 단말(110a)을 위한 아이피 터널을 생성하며, 제1 종단 라우터(134a)는 수신된 터널 설정 요청에 대한 응답으로 터널 설정 응답 메시지를 이동성지원서버(132)로 전송한다(S13). 그리고 이동성지원서버(132)는 터널 설정 응답 메시지를 순수 IPv4 통신으로 제1 단말(110a)로 전송한다(S14). 상기 터널 설정 응답 메시지도 터널의 설정에 대한 응답을 나타내는 정보(터널 설정 응답)에 추가하여 제1 단말(110a)을 목적지로 하는 IPv4 헤더가 더 포함된 포맷을 가질 수 있다. 또한, 상기 터널 설정 응답은 선택된 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(134a)의 선택된 터널 종단 주소, 예컨대 IPv4 주소 정보를 포함한다. 터널 설정 응답 메시지에 포함된 제1 종단 라우터(134a)의 IPv4 주소 정보는 제1 단말(110a)이 아이피 터널을 제1 종단 라우터(134a)와 설정하는데 이용된다. 계속해서, 도면에 도시하지는 않았지만, 제1 단말(110a)은 수신된 상기 IPv4 주소 정보를 이용하여 제1 종단 라우터(134a)와 IP 터널을 설정한다.

계속해서, 제1 단말(110a)은 통신의 대상이 되는 장치, 예컨대 상대 단말에 대한 정보 요청 메시지를 전송한다(S15). 상기 정보 요청 메시지는 설정된 IP 터널을 통하여 먼저 제1 종단 라우터(134a)로 전송된다. 상기 정보 요청 메시지는 상대 단말 정보 요청을 지시하는 메시지와 함께 최종 목적지인 이동성 지원 서버(132)를 목적지로 하는 IPv6 헤더(IPv6 서버) 및 제1 종단 라우터(134a)를 목적지로 하는 IPv4 헤더(라우터 IPv4)를 포함하는 포맷을 가질 수 있다. 그리고 제1 종단 라우터(134a)는 수신된 정보 요청 메시지의 IPv6 헤더에 포함된 목적지를 참조하여 이를 이동성지원서버(132)로 전달한다(S16). 전달되는 정보 요청 메시지는 상대 단말 정보 요청을 지시하는 메시지와 함께 이동성지원서버(132)를 목적지로 하는 IPv6 헤더(IPv6 서버)를 포함한다.

계속해서, 이동성지원서버(132)는 요청된 상대 단말의 주소 정보를 포함하는 정보 요청 응답 메시지를 제1 종단 라우터(134a)로 전달한다(S17). 상기 정보 요청 응답 메시지는 정보 요청에 대한 응답 정보와 함께 제1 단말(110a)을 목적지로 하는 IPv6 헤더(IPv6 헤더 단말)를 포함한다. 그리고 제1 종단 라우터(134a)는 전달받은 정보 요청 응답 메시지를 설정된 IP 터널을 통해 전송한다(S18). 이 정보 요청 응답 메시지는 이동성지원서버(132)로부터 수신된 정보 요청 응답 메시지에 제1 단말(110a)을 목적지로 하는 IPv4 헤더(IPv6 헤더 단말에 대한 터널을 이용하므로)를 더 포함한다.

이와 같이, 제1 단말(110a)이 제1 종단 라우터(134a)와 IP 터널을 설정하고 또한 통신의 대상이 되는 장치, 예컨대 상대 단말의 주소 정보를 획득하면, 제1 단말(110a)은 상대 단말로 보내고자 하는 메시지는 설정된 IP 터널(활성 터널 또는 핸드오버가 있는 경우에는 활성화된 대기 터널)를 통해 제1 종단 라우터(134a)로 전송된다. 그리고 제1 종단 라우터(134a)는 상기 상대 단말과 설정된 다른 IP 터널을 통하여 제1 단말(110a)로부터 수신된 메시지를 상기 상대 단말로 전송한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터널링 기반 이동성 지원 장치를 포함하는 이동성 지원 시스템을 보여 주는 다이어그램이다. 본 실시예에 따른 이동성 지원 장치(230)는 가입자 증가에 따라서 능동적으로 그리고 유연하게 이동성 서비스 지원 장치의 용량을 확장할 수가 있다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 본 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동성 지원 장치(230)는 복수의 이동성 지원서버(232a, 232b, 232c) 및 복수의 종단 라우터(234a, 234b, 234c)를 포함한다. 즉, 본 실시예에 의하면, 이동성지원서버(232a, 232b, 232c)와 종단 라우터(234a, 234b, 234c)가 모두 복수 개로서, 그 개수에 특별한 제한은 없다. 상기 복수의 이동성지원서버(232a, 232b, 232c) 각각과 상기 복수의 종단 라우터(234a, 234b, 234c)들 각각은 서버팜 IPv4/IPv6의 내부망으로 구성하여 서로 통신이 가능하도록 구성할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 종단 라우터(234a, 234b, 234c)는 물론 이동성지원서버(232a, 232b, 232c)의 개수도 이동성 지원 서비스에 가입한 사용자의 수 또는 가입자 용량에 따라서 동적으로 확장이 가능하다.

그리고 본 실시예에 다른 이동성 지원 장치(230)는 부하 분산 장치(Load Balancer, 236)를 더 포함한다. 부하 분산 장치(236)는 복수의 이동성지원서버들(232a, 232b, 232c) 사이의 부하를 조정하기 위한 장치이다. 이를 위하여, 부하 분산 장치(236)는, 부하 분산을 지원하는 소정의 알고리즘, 예컨대 라운드-로빈(Round-robin) 방식이나 해쉬(hash) 방식 등에 기초하여, 단말(110)로부터 터널 생성 요청 메시지가 수신된 경우에 복수의 이동성지원서버들(232a, 232b, 232c) 중에서 상기 단말(110)을 위해 이동성 서비스를 제공할 하나의 서버를 선택한다. 따라서 부하 분산 장치(236)는 단말(110)로부터 터널 생성 요청 메시지가 수신되면, 선택된 이동성지원서버, 예컨대 제2 이동성지원서버(232b)로 수신된 터널 생성 요청 메시지를 전달한다. 그리고, IP 터널을 설정하기 위한 이후의 과정은 도 5를 참조하여 설명한 과정(단계 S12 내지 S14)과 동일하게 진행될 수 있다.

보다 구체적으로, 먼저 단말(210)이 부하 분산 장치(236)로 터널 생성 요청 메시지를 전송한다(S21). 그리고 부하 분산 장치(236)는 소정의 기준에 따라서 선택된 이동성지원서버, 예컨대 제2 이동성지원서버(232b)로 수신된 터널 생성 요청 메시지를 전달한다(S22). 그리고 부하 분산 장치(236)로부터 터널 생성 요청 메시지를 수신한 제2 이동성지원서버(232b)는 현재 등록된 종단 라우터들(234a, 234b, 234c) 중에서 일정한 기준, 예컨대 가용 터널의 수, 트래픽 양, 무작위, 주소프리픽스 등에 기초하여 하나의 종단 라우터(또는 종단 라우터가 복수의 터널 종단 주소를 가지는 경우에는 종단 터널 주소)를 선택하고, 선택된 종단 라우터, 예컨대 제1 종단 라우터(234a)로 수신된 터널 생성 요청 메시지를 전달한다(S23). 그리고 터널을 생성한 상기 선택된 제1 종단 라우터(234a)는 터널 생성 결과를 이동성지원서버(232b)에게 알려 주고(S24), 이동성지원서버(232b)는 수신된 터널 생성 요청 메시지에 대한 응답, 예컨대 터널 생성 응답 메시지를 단말(210)로 전송한다(S25). 이 때, 상기 터널 생성 응답 메시지에는 설정될 IP 터널의 종단 주소, 즉 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소가 포함된다. 그리고 터널 생성 응답 메시지를 수신한 단말(210)은 수신된 메시지에 포함된 IP 터널의 종단 주소로 아이피 터널을 생성한다.

도 7은 도 6의 이동성 지원 장치(230)에 포함되는 이동성지원서버들(232a, 232b, 232c) 각각의 동작 또는 처리 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 단계 S101과 단계 S102는 각각 이동성지원서버가 종단 라우터에 관한 정보를 등록하고 또한 등록된 종단 라우터에 관한 정보를 유지하는 과정을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이동성지원서버는 종단 라우터의 추가 명령어를 수신하면 그에 따라서 종단 라우터를 추가로 등록한다(S101). 상기 라우터 추가 명령어는 예컨대, 운용자에 의하여 외부로부터 입력되는 신호일 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 그리고 이동성지원서버는 통신 가능한 각 종단 라우터에 관한 정보(해당 종단 라우터가 가진 터널 종단 주소 목록, 각 터널 종단 주소를 통해 설정된 터널의 수 등과 같이 이동성지원서버가 종단 라우터 (및 터널 종단 주소)를 선택하고 관리하는데 있어서 필요한 정보)를 유지하고 저장한다(S102). 상기 정보는 각 종단 라우터로부터 주기적/비주기적으로 전송되거나 또는 종단 라우터에 요청하여 이에 대한 응답으로 수신하는 것일 수 있다.

계속해서 도 7을 참조하면, 단계 S103 내지 S107은 종단 라우터와 단말 사이의 터널 설정 절차를 지원하기 위한 이동성지원서버에서의 과정 또는 메커니즘을 보여준다. 이동성지원서버는 터널 생성 요청 메시지를 수신한다(S103). 이 터널 생성 요청 메시지는 부하 분산 장치(도 6 참조)로부터 수신되는 메시지일 수 있으나, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 그리고 이동성지원서버는 소정의 기준에 따라서 복수의 종단 라우터 중에서 수신된 터널 생성 요청 메시지에 응답할 하나의 종단 라우터를 선택한다(S104). 단계 S104에서 만일 해당 종단 라우터가 복수의 터널 종단 주소를 가지고 있는 경우에는 그 중에서 하나의 터널 종단 주소를 선택할 수도 있다. 이동성지원서버가 종단 라우터(또는 터널 종단 주소)를 선택하는 기준은 예컨대, 해당 종단 라우터에서 허용되는 터널의 개수, 그 터널의 가용성(예컨대, 트래픽의 양), 프리픽스, 및/또는 무작위 등이 될 수 있으며, 이들 중에서 하나 또는 그 이상을 이용할 수 있다. 그리고 터널의 종류, 예컨대 IPv4-over-IPv4, IPv6- over-IPv4, IPv4-over-IPv6, IPv6-over-IPv6 등도 이동성지원서버가 종단 라우터를 선택할 때 사용하는 기준이 될 수 있다. 이러한 선택 기준은 운용자에 의하여 임의로 설정될 수 있다.

그리고 이동성지원서버는 선택된 종단 라우터로 터널 생성 요청 메시지를 전송하는데(S105), 이 터널 생성 요청 메시지를 수신한 종단 라우터는 단말을 위한 IP 터널을 생성한다. 그리고 이동성지원서버는 상기 종단 라우터로부터 수신된 메시지에 대한 응답 메시지, 예컨대 터널 생성 응답 메시지를 수신한 다음(S106), 단말로 터널 생성 응답 메시지를 전송한다(S107). 단말로 전송되는 상기 터널 생성 응답 메시지에는 종단 라우터의 IP 주소, 즉 IP 터널의 종단 주소를 포함하며, 이 IP 주소는 단말이 상기 종단 라우터와 IP 터널을 설정하는데 이용된다.

도 8은 도 6의 이동성 지원 장치(230)에 포함되는 종단 라우터들(234a, 234b, 234c) 각각에서 이동성지원서버의 관리 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 종단 라우터와 이동성지원서버는 TCP로 통신하는데, 종단 라우터는 TCP의 관점에서 서버로 동작한다.

도 8을 참조하면, 우선 종단 라우터는 TCP 연결을 대기한다(S201). 그리고 이동성지원서버가 TCP 접속을 하면, 종단 라우터는 해당 이동성지원서버를 등록한다(S202). 이 경우, 종단 라우터는 이동성지원서버에 관한 정보를 공유 메모리에 저장하여 이 등록 절차(S202)를 수행할 수 있다. 그리고 종단 라우터는 내부의 메시지 수신 기능, 예컨대 수신 쓰래드(Recv Thread)와 메시지 송신 기능, 예컨대 송신 쓰래드(Send Thread)에게 새로운 이동성지원서버가 등록되었다는 사실을 알려 준다(S203). 이 경우에, 상기 메시지 수신 기능과 상기 메시지 송신 기능은 같은 프로세서 내에 쓰래드(Thread)로 동작하고 있으므로, 이벤트 신호(Event Signal)를 사용하여 이러한 사실을 알려 줄 수 있다.

이와 같이, 새로운 이동성지원서버가 등록된 사실을 안 메시지 수신 기능과 메시지 송신 기능은, 필요한 경우에 공유 메모리로부터 상기 등록된 이동성지원서버에 관한 정보를 획득하여 송신이나 수신시에 각각 사용한다. 보다 구체적으로, 만약 터널 생성 요청 메시지를 이동성지원서버로부터 수신하면, 메시지 수신 기능은 수신된 메시지를 처리한 다음 데이터 평면에 터널 정보를 삽입하여 터널링에 이용한다(S204). 이를 위하여, 상기 메시지 수신 기능, 즉 수신 쓰레드는 상기 이동성지원서버로부터 전송되는 메시지를 수신하기 위하여 등록된 상기 이동성지원서버의 정보가 필요하다. 그리고 상기 메시지 송신 기능, 즉 송신 쓰레드는 터널 설정 요청 응답 메시지나 이동성지원서버에게 자신의 상태를 알려 주기 위한 메시지, 예컨대 Keep Alive 메시지 등을 전송하기 위하여 등록된 상기 이동성지원서버에 관한 정보를 이용한다.

만약, 이동성지원서버의 등록을 실시간으로 인지하지 못하면, 메시지 수신 기능은 해당 이동성지원서버로부터 도착한 메시지를 수신하지 못하고, 메시지 송신 기능은 해당 이동성지원서버에게 메시지를 송신하지 못하게 되거나 또는 전송 지연이 발생하게 된다. 예를 들어, 하나의 이동성지원서버(이 이동성지원서버는 종단 라우터에 등록이 된 서버이다)와 통신하는 종단 라우터를 가정하면, 종단 라우터는 TCP/IP 메커니즘에 따라서 기 등록된 이동성지원서버로부터의 메시지만을 수신하려 고 대기한다. 만일, 새로운 이동성지원서버가 추가되었을 경우에도 이를 인지하지 못하면, 비록 새로운 이동성지원서버가 메시지를 전송하더라도 이 메시지는 설정된 이동성지원서버로부터의 메시지가 아니므로, 메시지 수신 기능은 기존에 설정되어 있는 이동성지원서버로부터 메시지가 도착할 때까지 계속 무한대기를 하게 된다. 만일, 전술한 본 발명의 실시예와 같이 이벤트 시그널을 받으면, 해당 종단 라우터의 메시지 수신 기능은 새롭게 추가된 이동성지원서버로부터의 메시지도 기다리는 준비를 할 수 있다.

도 9는 도 6의 이동성 지원 장치(230)에 포함되는 종단 라우터들(234a, 234b, 234c) 각각과 이동성지원서버들(232a, 232b, 232c) 각각 사이의 프로토콜 절차를 설명하기 위한 도면이다.

우선, 종단 라우터는 구동 시에 운용자에 의해 터널 종단 주소와 지원하는 터널 타입 정보 등의 정보를 설정한다(S301). 터널 종단 주소는 예컨대, 터널 종단 IPv4 주소일 수 있는데(IPv4-over-IPv4, IPv6-over-IPv4 터널인 경우), 하나의 종단 라우터는 복수의 터널 종단 주소를 가질 수 있다. 그리고 터널 타입 정보는 예컨대, IPv4-over-IPv4, IPv6-over-IPv4, IPv4-over-IPv6, IPv6-over-IPv6 중의 하나일 수 있다. 그리고 이동성지원서버는 자신의 IP 주소를 설정한다(S302). 예컨대, IPv4/IPv6 듀얼 스택 장치인 경우에 IPv4 주소와 IPv6 주소를 모두 설정한다.

그리고 종단 라우터는 TCP 연결 요청 신호를 대기한다(S303). 대기 중에, 이동성지원서버로부터 TCP 연결 요청 신호를 수신하면(S304), 상기 이동성지원서버에 관한 정보를 공유 메모리에 저장하는 등의 등록 절차를 수행한다(S305). 그리고 등 록이 완료되면, 종단 라우터는 해당 사실을 이벤트 신호 등을 전송함으로써 자신의 송신 쓰레드와 수신 쓰레드에게 알려주고 또한 등록이 허용되었다는 사실을 이동성지원서버에게 알려 준다(S306).

계속해서, 이동성지원서버는 터널 종단 주소 정보를 요청하는 메시지를 종단 라우터에게 전송하고(S307), 종단 라우터는 이에 대한 응답으로 터널 종단 주소 정보가 포함된 터널 종단 주소 응답 메시지를 이동성지원서버로 전송한다(S308). 그리고 이동성지원서버는 수신된 종단 라우터의 터널 종단 주소를 등록한다(S309). 이와 같이, 종단 라우터와 이동성지원서버 사이의 등록 절차가 끝나면, 양자 사이에는 서비스 준비가 완료된다. 그리고 이후에는 양자 사이에는 주기적으로 또는 필요에 따라서 임의로 Keep Alive 메시지를 주고 받아서 서로의 상태를 확인하여 서비스 진행 여부를 항상 확인한다(S310).

계속해서, 단말이나 또는 부하 분산 장치로부터 터널 생성 요청 메시지를 수신한 이동성지원서버는 터널 생성 요청 메시지를 종단 라우터로 전송하며, 이후에는 설정된 터널에 대한 터널 변경 요청 메시지 및/또는 터널 삭제 요청 메시지 등을 종단 라우터로 전송한다(S311). 이동성지원서버로부터 터널 생성/삭제/변경 요청 메시지를 수신한 종단 라우터는 요청된 내용에 따라서 단말과 새로운 터널을 설정하거나 또는 기설정된 터널을 삭제하거나 변경한다(S312). 즉, 이동성지원서버는 단말과 종단 라우터 사이의 IP 터널을 설정/변경/삭제/절체함으로써 IPv6 라우트 관리를 한다. 그리고 그에 따른 응답 메시지, 즉 터널 생성/삭제/변경/절체 응답 메시지를 이동성지원서버로 전송한다(S313).

그리고 이동성지원서버는 전원을 종료(서버 셧다운(Shutdown))하거나 또는 다른 사정이 생기는 경우에는 TCP 연결 종료 요청(TCP Connection Close) 메시지를 종단 라우터로 전송한다(S314). 그리고 TCP 연결 종료 요청 메시지를 수신한 종단 라우터는 해당 이동성지원서버의 등록을 삭제한다. 이 경우에, 종단 라우터는 이동성지원서버를 등록할 때와 마찬가지로 이벤트 신호 등을 전송하여, 송신 쓰레드와 수신 쓰레드에게 해당 이동성지원서버의 등록이 삭제되었다는 사실을 알려 줄 수도 있다.

표 1은 도 9의 프로토콜 절차에서 종단 라우터와 이동성지원서버 사이에서 주고 받는 메시지들의 종류를 보여 주는 것이다. 표 1에 개시되어 있는 메시지의 명칭은 단지 예시적인 것이다.

표 1을 참조하면, 종단 라우터와 이동성지원서버 사이의 통신에서 사용될 수 있는 메시지는 크게 4가지 종류의 메시지, 즉 터널링(Tunneling) 관련 메시지, 이중화 관련 메시지, 질의(Query) 관련 메시지, 및 알림(Notify) 관련 메시지로 구성된다. 터널링 관련 메시지는 단말과 종단 라우터 사이에 터널의 설정/유지/삭제/절체 등과 관련된 메시지로서, 킵얼라이브 메시지(Keep Alive Msg.), 서버 등록 메시지(Server Register Msg.), 터널 종단 요청 메시지(Tunnel End Request Msg.), 터널 종단 응답 메시지(Tunnel End Response Msg.), 터널 동작 요청 메시지(Tunnel Operation Request Msg.), 터널 동작 응답 메시지(Tunnel Operation Response Msg.), 전체 터널 삭제 메시지(Tunnel Delete All Msg.)를 포함한다. 그리고 이중화 관련 메시지는 활성 터널과 대기 터널에 관련된 메시지로서 종단 라우터 역할 메시지(TGW(Tunnel GateWay) Role Msg.)를 포함하고, 질의 관련 메시지는 종단 라우터 질의 요청 메시지(TGW Query Request Msg.)와 종단 라우터 질의 응답 메시지(TGW Query Response Msg.)를 포함한다. 또한, 알림(Notify) 관련 메시지는 종단 라우터 알림 메시지(TGW Notify Msg.)를 포함한다.

그리고 표 2는 표 1에 개시되어 있는 메시지에 포함될 수 있는 요소들을보여 주는 것으로서, 표 1의 메시지에 포함될 수 있는 오브젝트들(Objects)들의 종류를 보여 준다. 표 1의 메시지는 표 2에 개시되어 있는 하나 또는 그 이상의 오브젝트를 포함하는 오브젝트기반 메시지일 수 있다. 물론, 표 1의 메시지는 모든 메시지에 공통으로 포함되는 공통 헤더(Common Header)를 더 포함할 수 있다. 표 2를 참조하면, 오브젝트들은 총 18가지 종류가 있는데, 이것은 단지 예시적인 것이다. 그리고 오브젝트들 각각은 모든 오브젝트에 공통으로 포함되는 오브젝트 헤더(Object Header)와 함께 고유의 정보를 포함하여 구성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 지원 장치에 포함되는 이동성지원서버에서 이와 TCP 연결을 하는 종단 라우터에 대한 처리 상태를 보여 주는 다이어그램이다.

도 10을 참조하면, 이동성지원서버와 종단 라우터 사이에 최초 TCP 연결이 설정되면 해당 종단 라우터에 대하여 INIT 상태로 설정한다(S401). 그리고 이동성지원서버는 서버 등록 요청(Server Register Request) 메시지를 상기 종단 라우터로 전송하여 SENT 상태로 변경한다(S402). 또한, 이동성지원서버는 다른 유형 요청 메시지를 상기 종단 라우터로 전송하여 SENT 상태로 될 수 있으며, 이 SENT 상태 또는 후술하는 OPEN 상태에서 이동성지원서버는 터널 종단 주소 변경(Tunnel End Address Modify) 메시지나 터널 종단 주소 알림(Tunnel End Address Notify) 메시지 등을 상기 종단 라우터로부터 수신할 수 있다.

그리고 이 상태(S402)에서 터널 종단 주소 요청(Tunnel End Address Request) 메시지를 상기 종단 라우터로 전송하고, 이에 대한 응답으로 터널 종단 주소가 포함된 터널 종단 주소 응답(Tunnel End Address Response) 메시지를 수신하면, 이동성지원서버는 상기 종단 라우터에 대하여 OPEN 상태로 설정한다(S403). OPEN 상태는 상기 종단 라우터를 통하여 터널링에 기반한 이동성 지원 서비스가 가능한 상태인 것을 가리킨다. 그리고 종단 라우터로부터 터널 종단 주소 삭제 요청 메시지를 수신하면, 이동성지원서버는 상기 종단 라우터에 대하여 CLOSE 상태로 설정한다(S404).

이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 보여주기 위한 예시적인 것으로서, 상기 실시예에의 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호 범위는 후술하는 본 발명의 특허청구범위에 의하여 특정된다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 지원하는 이동성 서비스의 일례를 설명하기 위한 다이어그램이다.

도 2는 도 1에 도시된 이동성 지원 시스템을 통해 이동성지원단말이 상대 단말과 통신하는 방법을 보여 주기 위한 도면이다.

도 4는 이동성지원서버가 종단 라우터를 선택하고 또한 선택된 종단 라우터에서 적당한 터널 종단 아이피 주소를 선택하는 과정의 일례를 보여 주는 흐름도이다.

도 5는 단말이 이동성 지원 장치의 종단 라우터와 활성 터널 및 대기 터널을 설정한 다음, 활성 터널을 통해 상대 단말의 주소 정보를 획득하는 과정을 보여 주는 패킷 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터널링 기반 이동성 지원 장치를 포함하는 이동성 지원 시스템을 보여 주는 다이어그램이다.

도 7은 도 6의 이동성 지원 장치)에 포함되는 이동성지원서버의 동작 또는 처리 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8은 도 6의 이동성 지원 장치에 포함되는 종단 서버에서 이동성지원서버의 관리 메커니즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9는 도 6의 이동성 지원 장치에 포함되는 종단 라우터와 이동성지원서버 사이의 프로토콜 절차를 설명하기 위한 도면이다.

Claims

복수의 아이피 접속망을 통해 접속이 가능한 단말의 이동성을 지원하는 이동성지원서버를 위한 터널 기반 이동성 지원 방법에 있어서,

상기 단말로부터 아이피 터널의 설정을 요청하는 터널 설정 요청 메시지를 수신하고;

복수의 종단 라우터들 중에서 선택된 종단 라우터로 상기 터널 설정 요청 메시지를 송신하고; 그리고

상기 선택된 종단 라우터로부터 상기 터널 설정 요청 메시지에 대한 응답을 수신하면, 상기 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 것을 포함하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제1항에 있어서,

상기 터널 설정 요청 메시지는 상기 단말이 설정하고자 하는 상기 아이피 터널의 유형을 지시하는 터널 유형 정보를 포함하고,

상기 종단 라우터를 선택하는 단계에서는 상기 터널 유형 정보에서 지시하는 아이피 터널의 유형을 지원하는 종단 라우터들 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 복수의 종단 라우터 각각과 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP) 연결되고, 또한

종단 라우터의 총 터널 개수, 가용성, 및 프리픽스 중에서 하나 또는 그 이상에 기초하여, 상기 복수의 종단 라우터들 중에서 하나의 종단 라우터를 선택하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제3항에 있어서,

상기 선택된 종단 라우터는 복수의 터널 종단 주소를 가지며, 그리고

상기 종단 라우터를 선택하는 단계는 상기 복수의 터널 종단 주소 각각에 대한 설정 가능한 아이피 터널의 수를 고려하여, 상기 복수의 터널 종단 주소 중에서 하나의 터널 종단 주소를 선택하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제3항에 있어서,

상기 이동성지원서버는 TCP 연결된 상기 복수의 종단 라우터에 추가하여 다른 종단 라우터와 추가로 TCP 연결하는 것이 허용되는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제5항에 있어서,

상기 다른 종단 라우터와 추가로 TCP 연결을 한 이후에,

상기 추가되는 종단 라우터가 상기 이동성지원서버를 등록할 수 있도록 등록 요청 메시지를 상기 추가되는 종단 라우터로 전송하고; 그리고

상기 추가되는 종단 라우터로부터 터널 종단 주소를 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 종단 라우터들 각각으로부터 현재 상태 정보가 포함된 메시지를 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
복수의 아이피 접속망을 통해 접속이 가능한 단말의 이동성을 지원하는 이동성 지원 장치를 위한 터널 기반 이동성 지원 방법에 있어서,

상기 단말로부터 아이피 터널의 설정을 요청하는 터널 설정 요청 메시지를 수신하고;

상기 터널 설정 요청 메시지에 응답하여, 상기 이동성 지원 장치에 포함되는 복수의 이동성지원서버들 중에서 상기 단말을 위해 이동성 서비스를 제어하기 위한 이동성지원서버를 선택하고;

상기 선택된 이동성지원서버가 상기 이동성 지원 장치에 포함되는 복수의 종단 라우터들 중에서 상기 단말과 아이피 터널을 설정할 종단 라우터의 종단 아이피 터널을 선택하고; 그리고

상기 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 것을 포함하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제8항에 있어서,

상기 이동성지원서버를 선택하는 것은 상기 이동성 지원 장치에 포함되는 부하 분산 장치에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제9항에 있어서,

상기 터널 설정 요청 메시지는 상기 부하 분산 장치가 상기 단말로부터 수신하고, 그리고

상기 부하 분산 장치는 수신된 상기 터널 설정 요청 메시지를 상기 복수의 이동성지원서버들 중에서 소정의 알고리즘에 따라 선택된 이동성지원서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제10항에 있어서,

상기 부하 분산 장치는 라운드-로빈 방식이나 해쉬 알고리즘을 이용하여 이동성지원서버를 선택하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제10항에 있어서, 상기 선택된 이동성지원서버는

전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP) 연결된 복수의 종단 라우터들 중에서 하나의 종단 라우터를 선택하고;

선택된 종단 라우터로 상기 부하 분산 장치로부터 터널 설정 요청 메시지를 송신하고; 그리고

상기 선택된 종단 라우터로부터 상기 터널 설정 요청 메시지에 대한 응답을 수신하면, 상기 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소가 포함된 터널 설정 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 것을 포함하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
제12항에 있어서,

상기 선택된 이동성지원서버는 종단 라우터의 총 터널 개수, 가용성, 및 프리픽스 중에서 하나 또는 그 이상에 기초하여, 상기 복수의 종단 라우터들 중에서 종단 라우터를 선택하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 방법.
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복수의 아이피 접속망을 통해 접속이 가능한 단말의 이동성을 지원하기 위한 터널 기반 이동성 지원 장치에 있어서,

상기 단말로부터 아이피 터널의 설정 요청이 있는 경우에, 전송 제어프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP) 연결된 복수의 종단 라우터들 중에서 상기 단말과 아이피 터널을 설정할 종단 라우터의 터널 종단 주소를 선택하고 또한 선택된 종단 라우터의 터널 종단 주소를 상기 단말로 전송하는 하나 또는 그 이상의 이동성지원서버; 및

상기 이동성지원서버로부터 터널 설정 요청 메시지를 수신하면 상기 터널 설정 요청 메시지를 전송한 상기 단말과 데이터 평면에서 상기 선택된 터널 종단 주소를 통해 아이피 터널을 설정하는 상기 복수의 종단 라우터를 포함하는 터널 기반 이동성 지원 장치.
제17항에 있어서,

상기 터널 기반 이동성 지원 장치는 복수의 이동성지원서버를 포함하고, 또한

상기 단말로부터 상기 터널 설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 터널 설정 요청 메시지를 수신하면 상기 복수의 이동성지원서버 중에서 하나의 이동성지원서버를 선택하고, 그리고 수신된 터널 설정 요청 메시지를 상기 선택된 이동성지원서버로 전송하는 부하 분산 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 기반 이동성 지원 장치.
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