KR101120400B1 - Ｇｇｓｎ 공유를 위한 ｓｇｓｎ에서의 메시지 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 WCDMA 패킷망의 핵심 노드인 GGSN을 별도 설치하지 않고, SGSN들이 서로 GGSN을 공유하도록 함으로써, GGSN을 이중화 할 수 있는 SGSN에서의 메시지 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명은, WCDMA 방식의 패킷망의 SGSN에서의 메시지 처리 방법에 있어서, 이동국으로부터 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지(APCQ)를 수신하면, DNS 서버로 상기 이동국이 요청한 접속점 명(APN)을 조회하여 적어도 2개의 해당되는 GGSN IP 주소를 획득하는 제1 단계; 상기 획득한 2개의 GGSN IP 주소 중 하나를 주 IP 주소로 하고 다른 하나를 부 IP 주소로 설정한 후, 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지(CPCQ)를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제2 단계; 상기 대기 상태에서 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하지 못하면, 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제3 단계; 및 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN 또는 상기 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하면, 상기 이동국으로 PDP 컨텍스트 활성화 수락 메시지를 전송하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

WCDMA, 패킷, GGSN, SGSN, 이중화, 공유

Description

ＧＧＳＮ 공유를 위한 ＳＧＳＮ에서의 메시지 처리 방법{Method for Processing Message in SGSN for Sharing GGSN}

도1은 일반적인 WCDMA 패킷망의 개략적인 블록 구성도.

도2는 WCDMA 패킷망에서 GGSN을 공유하는 네트워크 구성도.

도3은 본 발명에 따른 SGSN에서의 메시지 처리 방법을 나타낸 흐름도.

본 발명은 비동기식 코드분할다중접속(WCDMA) 패킷망에서 GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 공유를 위한 SGSN에서의 메시지 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 SGSN(Serving GPRS Support Node)이 GGSN들을 서로 공유함으로써 추가적으로 GGSN을 설치하지 않고도 이중화할 수 있는 SGSN에서의 메시지 처리방법 관한 것이다.

일반적으로 WCDMA 방식의 GPRS(General Packet Radio Service)는 2개의 노드들, 즉 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)와 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)를 포함한 다.

상기 SGSN는 자신의 서비스 지역내의 이동국의 위치를 추적하고, 상기 이동국으로 패킷들을 송신하며, 상기 이동국으로부터 패킷들을 수신하고, 상기 수신된 패킷들을 무선 네트워크 제어기(RNC: Radio Network Controller) 또는 상기 GGSN로 전달한다. 상기 GGSN는 외부 네트워크로부터 패킷들을 수신하여, 상기 수신된 패킷들을 상기 SGSN로 전달하거나, 상기 SGSN로부터 패킷들을 수신하여, 상기 수신된 패킷들을 상기 외부 네트워크로 전달한다.

도 1은 일반적인 WCDMA 방식의 패킷망의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, UMTS 네트워크는 특정 서비스를 원하는 이동국(MS)(10)에 접속하는 기지국(Node B)(20)과, 상기 기지국(20)을 제어하는 무선 네트워크 제어기(RNC)(30)로 이루어진 무선 접속망(RAN: Radio Access Network)과, 코어 망(CN: Core Network)으로 구성된다. 상기 코어 망(CN)은 서빙 GPRS 서포트 노드(SGSN)(40)와 게이트웨이 GPRS 서포트 노드(GGSN)(50)를 포함한다. 이동국 사용자는 상기 UMTS 네트워크를 통해 외부 네트워크의 데이터 서버에 저장되어 있는 데이터들을 수신할 수 있게 된다.

상기 SGSN(40)은 관리 영역 안에 있는 이동국(10)이 보내는 또는 이동국(10)로 향하는 패킷을 전달하는 역할을 담당하는 GPRS(General Packet Radio Service)의 서빙 노드로서, 이동국의 패킷 모드에 대한 이동성 관리 컨텍스트(Mobile Management context)를 설정함으로써, 이동국의 패킷 모드 데이터 서비스 관리를 담당한다. 즉, SGSN(40)이 수행하는 기능에는 패킷 라우팅 및 전달, 이동성 관리 (attach, detach, location management), 논리적 링크 관리, 그리고 인증 및 과금 등이 포함된다. 그리고, SGSN(40)은 PDP 컨텍스트를 설정하고 이동국의 이동성 처리 및 등록과 인증 지원을 위한 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널링을 이용하여 SDU(Service Data Unit)를 전달한다.

GGSN(50)은 GPRS 백본(backbone) 네트워크와 외부 패킷 데이터 네트워크인 인터넷(60)사이에 위치하여, 인터넷(60)과 직접 접속하는 GPRS 게이트웨이 노드이다. GPRS는 SGSN(40)으로의 라우팅 정보를 유지함으로써 터널링 및 IP(Internet Protocol) 라우팅 기능을 갖는다. 상기 GGSN(50)은 상기 SGSN(40)과 Gn 인터페이스로 연결된다.

여기서, 상기 라우팅 정보는 송신할 패킷의 IP 헤더 내용 중 목적지 주소를 보고 원하는 SGSN/GGSN이나 외부 네트워크로 전달하기 의한 정보이며 라우팅 프로토콜에 의해 생성되는 테이블이다. 따라서, SGSN(40)으로부터 전달된 패킷은 GGSN(50)을 통해 적절한 PDP(Packet Data Protocol) 형식으로 바뀌어 상대방 인터넷에 연결된 서버로 보내진다. 반대로, 외부 인터넷 서버로부터 전달된 패킷은 그 반대의 과정을 거치게 된다. 이때 GGSN(50)은 외부 인터넷 서버에서 전달된 IP 패킷에 대해 IP/UDP/GTP 헤더를 붙이고, SGSN(40)에서 전달된 IP 패킷에 대해 프로토콜 스텍 IP/UDP/GTP 헤더를 제거한다.

상기 GGSN(50)이 외부 인터넷 서버로부터 받은 패킷을 이동국으로 전달하기 위해서는 현재 이동국을 관리하고 있는 SGSN을 알아야 한다. 따라서, GGSN(50)은 PDP 컨텍스트에 사용자 프로파일과 함께 사용자의 현재 SGSN 정보를 저장한다. 이 밖에, GGSN(50)의 주요 기능으로는 ISP 또는 타 ISP(Internet Service Provider)와의 접속 서비스를 위해 이동국에 IP 주소 할당 및 관리, PPP(Point-to-Point Protocol) 생성, 종단 및 릴레이, 스크리닝(screening) 기능 등이 있다.

이와 같은 WCDMA 패킷망에서 네트워크의 신뢰성을 보장하기 위해 핵심적 노드인 GGSN의 이중화는 필수적이다. 하지만, GGSN을 이중화 하기 위해서는 별도로 GGSN을 설치하여야만 하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 WCDMA 패킷망의 핵심 노드인 GGSN을 별도 설치하지 않고, SGSN들이 서로 GGSN을 공유하도록 함으로써, GGSN을 이중화 할 수 있는 SGSN에서의 메시지 처리 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동국과, 서빙 GPRS 지원노드(SGSN)와, GPRS 게이트웨이 지원노드(GGSN)를 포함하는 WCDMA 방식의 패킷망의 SGSN에서의 메시지 처리 방법에 있어서, 이동국으로부터 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지(APCQ)를 수신하면, DNS 서버로 상기 이동국이 요청한 접속점 명(APN)을 조회하여 적어도 2개의 해당되는 GGSN IP 주소를 획득하는 제1 단계; 상기 획득한 2개의 GGSN IP 주소 중 하나를 주 IP 주소로 하고 다른 하나를 부 IP 주소로 설정한 후, 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지(CPCQ)를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제2 단계; 상기 대기 상태에서 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하지 못하면, 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제3 단계; 및 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN 또는 상기 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하면, 상기 이동국으로 PDP 컨텍스트 활성화 수락 메시지를 전송하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하기의 설명에서 본 발명에 따른 수신 단말로의 멀티미디어 메시지 다운로드 방법을 설명함에 있어 본 발명의 기술 요지를 흐리게 할 수 있는 통상의 기술적 내용에 대해서는 그 설명을 생략한다. 그리고 하기에 기술하는 본 발명에 따른 상세한 설명은 하나의 예제를 설명하는 것뿐이며, 본 발명에 따른 기술적 사상으로부터 당업자가 용이하게 변형 가능하다는 것은 자명하다 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도2 및 도3을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 WCDMA 패킷망에서 GGSN을 공유하는 네트워크 구성도이고, 도3은 본 발명에 따른 SGSN에서의 메시지 처리 흐름도이다.

본 발명에 따른 이중화 방법을 수행하기 위해, SGSN(40)은 적어도 2개의 GGSN(GGSN1, GGSN2)과 연결된다. 즉, SGSN(40)은 중간에 GGSN1(50)을 사용하지 않고, 적절하게 논리적으로 및/또는 물리적으로 GGSN2(80)에 접속된다.

홈위치등록기(HLR)에는 이동국의 가입자 데이터인 MS-ISDN 또는 IMSI(International Mobile Station Identity)와 같은 이동국 식별자와 PDP 어드레스를 포함한다.

설명의 편의를 위해 도2에서 GGSN1(50)을 주 GGSN, GGSN2(80)를 부 GGSN으로 한다.

이동국(10)은 SGSN(40)으로 외부 망과의 접속을 위한 PDP 연결 요청 메시지인 PDP 컨텍스트 활성 요청 메시지(APCQ: Activation PDP Context Request)를 보낸다. 이 때 상기 APCQ 메시지에는 프로토콜에 대한 정보를 담은 PCO(Protocol Configuration Option) 및 APN(Access Point Name)이 포함된다. 이 때, 이동국(10)과 RNC(30)사이에는 최소한으로 필요한 에어 채널만 확보된다.

SGSN(40)은 상기 APCQ 메시지를 수신하면(101), 상기 요구된 PDP 연결을 수행하기 위해 DNS(70)를 통해 해당 APN을 조회하여 2개의 GGSN IP 주소를 획득한다(102). 그리고 상기 획득한 IP 주소 중 하나의 IP 주소를 주 IP 주소로 하고 다른 하나를 부 IP 주소로 설정한 후, 주 IP 주소의 GGSN(50)과의 GTP터널을 생성한다. 상기 APN는 특정 서비스를 구분하기 위한 식별자이다. 상기 SGSN(40)은 상기 APN을 통해 해당 GGSN 주소를 획득한다.

이때 본 발명에서는 SGSN이 2개의 GGSN IP 주소를 획득한다. 상기 SGSN(40)은 GTP터널을 위한 QoS 대역폭을 확인하여 자원을 확보하고 종단 식별자(TEID_SGSN)를 할당한다. 그리고 주 IP 주소의 GGSN에 대해 라우팅 테이블을 검색하여 비용이 가장 작은 자신의 Gn 인터페이스에 따른 Gn 포트 주소를 구한다.

또한, 상기 RNC(30)로부터 전송된 RNC-ID를 이용하여 상기 RNC(30)과 상기 SGSN사이의 인터페이스 Iu에 따른 Iu 포트 주소를 구한다. 이후, 상기 SGSN(40)은 상기 APCQ에 응답하여 상기 PDP 연결 요청 메시지인 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지(CPCQ: Create PDP Context Request)에 상기 Gn-port 주소와 자신이 할당한 TEID_SGSN을 담아 주 IP 주소의 GGSN(50)으로 전송한다(103). 이후 GGSN(50)으로부터 응답을 수신하기 위해 대기한다(104).

일반적으로, GGSN(50)은 상기 CPCQ에 응답하여 상기 APN에 따른 외부 서버와 인증 절차를 수행하고, 서비스 종류에 따라 단말이 사용할 PDP주소를 획득한다. 여기서, PDP주소는 단말이 요청하는 서비스를 제공하는 인터넷 호스트 서버의 주소로 GGSN이 할당할 수도 있고, DHCP와 같은 외부서버에서도 할당할 수 있다. 이후, 상기 GGSN(50)은 자신이 할당한 종단 식별자(TEID_GGSN)와 자시의 GN 인터페이스에 따른 Gn 포트 주소를 생성 PDP 연결 응답 메시지인 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지(CPCR: Create PDP Context Response)에 실어 상기 SGSN(40)으로 보낸다.

그런데, SGSN(40)이 대기 상태에서 주 GGSN으로부터 상기 CPCR 메시지를 수신하지 못하면, 일정 주기로 상기 CPCQ 메시지를 주 GGSN으로 임의의 회수 반복 전송한다. 이후에도 상기 주 GGSN(50)으로부터 응답 메시지인 생성 PDP 연결 응답 메시지(CPCR)를 수신하지 못하면, 상기 획득한 2개의 IP 주소 중 부 IP 주소의 GGSN으로 CPCQ 메시지를 전송한다(107). 마찬가지로 SGSN은 부 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하기 위해 대기한다(108). 대기 상태에서 응답 메시지를 수신하지 못하면, SGSN은 전술한 바와 같이 부 GGSN으로 일정 주기로 임의의 회수 CPCQ 메시지를 반복 전송한다.

주 GGSN 또는 부 GGSN으로부터 응답 메시지인 CPCR 메시지를 수신하면, SGSN은 상기 RNC(30)와 터널을 생성하기 위해 RAB Request 메시지를 상기 RNC(30)로 보낸다. 상기 RAB 요청 메시지에는 Iu 포트 주소와, TEID_SGSN이 포함된다. 상기 RNC(30)는 상기 RAB 요청 메시지에 응답하여 상기 SGSN(40)이 요청한 QoS에 맞게 에어 채널을 확보하고, 상기 RNC가 할당한 종단 식별자 TEID_RNC와 서비스를 원하는 RNC의 IP주소를 포함하여 상기 SGSN(40)으로 전송한다. 그러면 SGSN(40)은 PDP연결 응답 메시지인 PDP 컨텍스트 활성 수락 메시지(APCA: Activate PDP Context Accept)를 이동국으로 전송한다. 이때부터 이동국은 자신이 요청하는 서버와 패킷 서비스가 가능하며, 외부 인터넷 호스트 서버와 통신이 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, WCDMA 패킷망의 핵심적 노드인 GGSN의 이중화를 위해 별도로 GGSN을 설치하지 않고, 이미 설치되어 있는 GGSN들을 서로 공유함으로써, 네트워크의 신뢰성 확보를 위한 이중화를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 이동국과, 서빙 GPRS 지원노드(SGSN)와, GPRS 게이트웨이 지원노드(GGSN)를 포함하는 WCDMA 방식의 패킷망의 SGSN에서의 메시지 처리 방법에 있어서,

   이동국으로부터 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지(APCQ)를 수신하면, DNS 서버로 상기 이동국이 요청한 접속점 명(APN)을 조회하여 적어도 2개의 해당되는 GGSN IP 주소를 획득하는 제1 단계;

   상기 획득한 2개의 GGSN IP 주소 중 하나를 주 IP 주소로 하고 다른 하나를 부 IP 주소로 설정한 후, 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지(CPCQ)를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제2 단계;

   상기 대기 상태에서 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하지 못하면, 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 전송한 후, 응답 메시지의 수신을 대기하는 제3 단계; 및

   상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN 또는 상기 부 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하면, 상기 이동국으로 PDP 컨텍스트 활성화 수락 메시지를 전송하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SGSN에서의 메시지 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 단계에서 상기 주 IP 주소를 갖는 GGSN으로부터 일정 시간 내에 응 답 메시지를 수신하지 못하면, 임의의 회수 반복하여 상기 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 SGSN에서의 메시지 처리 방법.

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