KR101243758B1 - 융합 all-ip 네트워크의 ip 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 융합 액세스 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 융합 액세스 제어 방법에 관한 것으로, 이는 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에서 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어 등을 일관된 방식으로 적용할 수 있게 되며, 다양한 액세스 환경을 가지는 가입자망을 보다 효과적으로 수용할 수 있게 되어, 네트워크의 유연성과 확장성을 확보할 수 있도록 해준다.
Figure R1020090050623
ALL-IP 네트워크, 네트워크 접속장치, 융합 액세스 제어, 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어

Description

융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 융합 액세스 제어 방법{Convergence access control method by network access apparatus located at penetration node of IP network of convergence ALL-IP network}
본 발명은 융합 ALL-IP 네트워크에서의 액세스 제어 구조에 관한 것으로, 특히 네트워크 레벨에서 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어 등을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 융합 액세스 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-064-03, 과제명: BcN 네트워크 엔지니어링 기술연구].
사용자의 네트워크 액세스 환경은 기존의 유선 환경뿐만 아니라 HSPA(High Speed Packet Access), WiBro(Wireless Broadband), WiFi등의 무선 환경으로 급속히 다양화되고 있다.
특히, 무선 환경은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)를 중심으로 LTE(Long Term Evolution)/SAE(System Architecture Evolution)이 개발되고 있으나, 이의 개발이 완료된다 하여도 오랜 기간 다양한 무선 액세스 환경이 공존할 것으로 예상된다.
융합 ALL-IP 네트워크는 이러한 다양한 액세스 네트워크들이 단일 제어체계와 단일 관리체계로 수용되는 모습으로 나타날 수 있으며, 이를 위하여 효과적인 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어등을 통합된 플랫폼에서 제공할 수 있는 구조가 필요하다.
현재 ITU-T의 NACF(Network Attachment Control Function) 표준이 진행되고 있긴 하나, 앞서 언급된 다양한 액세스 환경을 효과적으로 수용하기에는 한계가 있다.
이에 본 발명에서는 융합 ALL-IP 네트워크에서 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어등을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 융합 액세스 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 인증 방법은, 핸드오버된 단말이 발생되어 상기 핸드오버된 단말이 접속된 무선 접속장치와 인증 서버간에 단말정보 기반의 L2 레벨의 인증 절차가 수행되면, 상기 네트워크 접속장치가 자신을 통해 송수신되는 인증 정보를 가로채어 획득하는 단계; 및 상기 네트워크 접속장치가 상기 인증 정보를 가지는 단말에 해당하는 데이터 패킷의 전달만을 허용하는 단계를 포함한다.
상기 인증 정보는 단말정보 기반의 인증 절차가 성공적으로 수행된 핸드오버된 단말의 단말 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 QoS 제어 방법은, 상기 네트워크 접속장치가 무선자원 할당량을 기반으로 하향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계; 및 상기 네트워크 접속장치가 호 제어 시그널링 중에 획득가능한 대역폭 정보 또는 서비스별 자원할당 정책을 통해 상향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 하향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계는 상기 하향 트래픽이 전달될 무선 가입자망에 구비된 무선 접속장치를 통해 무선자원 할당량을 획득하는 단계; 상기 무선자원 할당량과 상기 하향 트래픽의 데이터량과 비교하는 단계; 및 상기 하향 트래픽의 데이터량이 무선자원 할당량을 초과하면, 보장성 하향 트래픽에서는 서비스 세션 단위로 스케쥴링 및 쉐이핑(scheduling and shaping)을 수행하고, 비보장성 하향 트래픽에 대해서는 무선 대역폭 할당량 단위로 레이트 쉐이핑(rate shaping)을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 상향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계는 서비스별 정책 제어 설정 정보를 제공받고 설정하는 단계; SIP 기반의 트래픽이 유입되면, 상기 네트워크 접속장치내에 구비된 SBC(Session Boarder Controller) 또는 SIP 프록시를 통해 상기 호 제어 시그널링 중에 획득가능한 대역폭 정보를 획득하고 서비스별 자원 제어를 수행하는 단계; 및 SIP 기반이 아닌 트래픽이 유입되면, 상기 서비스별 정책 제어 설정 정보에 따라 서비스별 자원 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 융합 ALL-IP 네트워크에 존재하는 인증서버, 정책 서버, 네트워크 제어 장치, 및 네트워크 접속장치에 의한 트래픽 제어 방법은, 상기 인증서버가 인증 절차가 완료된 사용자의 인증 정보를 상기 정책 서버 및 네트워크 제어 장치에 제공하는 단계; 상기 정책 서버 및 네트워크 제어 장치가 상호 연동하여, 상기 네트워크 접속장치에 상기 사용자의 인증 정보에 대응하는 허가 트래픽 총량 및 기사용량을 설정하는 단계; 상기 네트워크 접속 장치가 상기 사용자의 트래픽 사용량을 추적하여 상기 기사용량을 업데이트하면서, 상기 업데이트된 기사용량이 상기 허가 트래픽 총량을 초과하는 단말에 대해 트래픽 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는 상기 업데이트된 기사용량이 상기 허가 트래픽 총량을 초과하면, 트래픽을 차단시키거나, 초과 트래픽에 대한 과금 처리를 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 이동성 제어 클라이언트를 미탑재한 일반 단말과 이동성 제어 클라이언트를 탑재한 IP 단말간에 IP 이동성 제어서비스를 제공하기 위한, 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법은, 상기 네트워크 접속장치가 상기 일반 단말의 단말 정보, 위치 정보 및 무선 구간의 데이터 터널 정보를 파악하고, IP 이동성 제어서버에 등록시키는 단계; 상기 일반 단말과의 통신이 요청되어, 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성되면, 상기 네트워크 접속장치는 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널을 상기 무선 구간의 데이터 터널에 매핑시키는 단계; 및 상기 일반 단말이 핸드오버되면, 상기 일반 단말의 변경된 위치 정보 및 무선 구간의 데이터 터널 정보를 파악하여 상기 IP 이동성 제어서버에 통보하고, 상기 IP 네트워크 구 간의 데이터 터널을 상기 변경된 무선 구간의 데이터 터널로 다시 매핑시키는 단계를 포함한다.
상기 IP 이동성 제어서버는 상기 IP 단말이 상기 일반 단말과의 통신을 요청하면, 상기 일반 단말의 단말 정보, 위치 정보를 상기 IP 단말에 알려주어 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 네트워크 접속장치는 상기 일반 단말이 이동성 제어 클라이언트를 탑재한 IP 단말과의 통신을 요청하면, 상기 IP 이동성 제어서버를 통해 상기 IP 단말의 단말 정보, 위치 정보를 획득하여 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 네트워크 접속장치는 상기 무선 구간의 데이터 터널의 트래픽을 캡슐화하여 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널로 전달하고, 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널의 트래픽을 캡슐풀기하여 상기 무선 구간의 데이터 터널로 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 네트워크 접속장치는 상기 무선 구간의 데이터 터널 및 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널의 개별 서비스 트래픽을 5-터플(tuple) 또는 DPI(Deep Packet Inspection) 기반으로 플로우 단위로 인식하여, 상기 무선 구간의 데이터 터널과 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널간을 매핑하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 융합 액세스 제어 방법 장치 및 방법은 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에서 인증 제어, QoS 제어, 트래픽 제어, 및 이동성 제어 등을 일관된 방식으로 적용할 수 있게 되며, 다양한 액세스 환경을 가지는 가입자망을 보다 효과적으로 수용할 수 있게 되어, 네트워크의 유연성과 확장성을 확보할 수 있게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 액세스 제어를 위한 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
IP 네트워크(1)는 각 가입자 별로 서로 다른 SLA(Service Level Agreement) 기반의 서비스를 제공할 수 있는 네트워크이다.
네트워크 접속장치들(2-1~2-n)은 IP 네트워크(1)와 다수개의 가입자망들(3-1~3-5, 4)의 접점에 위치하여, IP 패킷을 처리할 수 있는 시작점이 된다. 특히, IP 네트워크(1)와 무선 가입자망(3-1~3-5)의 접점에 위치한 네트워크 접속장치들(2-1~2-3)은 핸드오버되는 단말에 대한 빠른 인증 제어, 무선가입자망의 자원할당 정보와 연계한 QoS 제어, 가입자 단위의 트래픽 사용량 제어, IP 이동성 지원을 위한 기능과 같이 다양한 액세스 제어 기능을 수행한다.
다수개의 가입자망들(3-1~3-5, 4)은 이동 단말(7-1~7-6)이 접속되는 무선 가입자망(3-1~3-5)과 고정 단말(8)이 접속되는 유선 가입자망(4)으로 구성될 수 있다.
무선망 제어장치(5-1~5-3)는 무선 가입자망(3-1~3-3)내에 위치되어 무선 가입자망의 자원 제어등을 담당하고, 무선 접속장치(6-1~6-3)은 무선망 제어장치(5-1~5-3)의 제어하에 이동 단말(7-1~7-4)에 무선 네트워크 서비스를 제공해준다. 또한, 무선 접속장치(6-5)가 무선망 제어장치(5-1~5-3)의 기능을 포함하도록 구성하여, 무선 가입자망(3-5)이 무선 접속장치(6-5)만을 구비하도록 할 수 있다. 즉, 무선 접속장치와 무선망 제어장치를 하나의 장치로 통합하여 구성하거나, 각각의 장치로 분리하여 구성할 수 있다.
이동 단말(7-1~7-6) 및 고정 단말(8)은 응용 서버(15)와 클라이언트/서버 형 태의 네트워크 서비스와 기타 이동 단말과의 단대단 통신 형태의 네트워크 서비스를 제공받을 수 있다. 그리고 이동 단말(7-1~7-6)은 단일의 무선 인터페이스를 갖거나 다중의 무선 인터페이스를 가질 수 있다.
네트워크 제어장치(9)는 사용자 DB(12)과 정책 서버(11)로부터 가입자 정보, 서비스 QoS 정보를 제공받아 해당 가입자의 인터넷 품질보장제도(SLA; Service Level Agreement)를 준수하기 위한 트래픽을 제어하며, 인증서버(14)로부터 사용자 인증 정보를 전달받아 네트워크 접속장치가 인증된 사용자의 트래픽을 전달할 수 있도록 네트워크 접속장치(2-1~2-n)를 제어할 수 있다.
특히, 본 발명의 네트워크 제어장치(9)는 정책 서버(11)와 상호 연동되어, 상향 트래픽을 제어하기 위한 서비스별 정책 제어 설정 정보와 가입자별 허가 트래픽 총량 및 트래픽 사용량을 네트워크 접속장치들(2-1~2-n)에 프로비져닝(provisioning)해준다.
IP 이동성 제어서버(10)는 네트워크 접속장치들(2-1~2-n)로부터 단말별 단말정보, 위치정보, 데이터 터널에 대한 정보를 제공받아 등록한다. 그리고 이동 단말이 IP 네트워크(1)에 접속하게 되면, IP 이동성 제어서버(10)는 이동 단말의 IP 이동성과 관련된 제어를 제공하여, 이동 단말의 이동시에 서비스의 연속성을 보장해준다.
정책 서버(11)는 서비스 정책 제어를 수행하여, 서비스별 자원할당 정책과 가입자별 허가 트래픽 총량 및 트래픽 사용량 정보등과 같은 정보를 유지 및 관리한다.
사용자 DB(Database)(12)는 가입자 정보, 가입자별 단말 정보등과 같이 본 발명의 네트워크에 접속한 가입자(또는 단말)에 대한 각종 정보를 저장한다.
IMS(IP Multimedia Subsystem)(13)는 SIP(Session Initiation Protocol) 기반의 호 제어를 수행하며, 인증 서버(14)는 사용자의 단말 정보를 포함하여 네트워크접속 및 서비스에 대한 인증을 수행한다. 인증 서버(14)는 사용자 인증 정보를 기반으로 사용자가 네트워크에 접속할 수 있도록 네트워크 접속장치(2-1~2-n)를 제어할 수 있다.
이와 같이 구성되는 융합 ALL-IP 네트워크에서 다양한 종류의 유/무선 가입자망을 통하여 다양한 종류의 단말을 사용하는 사용자를 인식하고, 이동성 서비스를 원활하게 제공하기 위해서는 다양한 기능이 필요하다.
즉, 핸드오버되는 단말에 대한 빠른 인증 제어, 무선가입자망의 자원할당 정보와 연계한 QoS 제어, 가입자 단위의 트래픽 사용량 제어, IP 이동성 지원을 위한 기능 등이 필요하다.
본 발명에서는 상기 기능들을 융합 액세스 제어 기능(CACF; Converged Access Control Function)이라 칭한다.
이러한 융합 액세스 제어 기능은 사용자의 네트워크 접속, IP 트래픽에 대한 제어 등과 관련되어 있기 때문에, 인증관점에서는 IP 네트워크의 시작점, IP 트래픽 관점에서는 IP 패킷을 처리할 수 있는 최초의 지점에서 이루어져야 한다.
이에 본 발명에서는 IP 네트워크(1)의 인입점인 네트워크 접속장치(2-1~2-n)에서 융합 액세스 제어 기능에 관심을 가진다. 특히, 네트워크 접속장치(2-1~2-n) 에서 수행되는 융합 액세스 제어 기능 중에서 이동성 제공을 위한 인증 제어 방법, 무선가입자망의 자원할당 정보와 연계한 QoS 제어 방법, 사용자 단위의 네트워크 트래픽 제어 방법, 및 이동성 제어 방법을 본 발명의 범주로 둔다.
<인증 제어 >
먼저, 본 발명에 따른 인증 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 이때의 인증 제어 방법은 네트워크 최초 접속시 수행되는 인증 제어 방법이 아니고, 이동 단말의 이동시에 새로운 가입자망에서 수행되는 인증 제어 방법에 관한 것이다.
이동 단말이 이동하여 새로운 가입자망에 접속시(즉, 핸도오버시), IP 주소 기반의 인증, 혹은 아이디/패스워드 기반의 인증 절차를 수행하게 되면, 인증으로 인한 지연이 발생하여 빠른 핸드오버를 수행하기가 어려워진다.
이에 본 발명에서는 E.164 정보와 MAC(media access control) 어드레스등과 같이 네트워크 상에서 단말을 식별할 수 있도록 하는 단말 정보를 기반으로 핸드오버시 인증 절차를 수행하도록 한다.
기본적으로, 이동 단말(예를 들어, 7-2)이 핸드오버되어 새로운 가입자망내 무선 접속장치(6-2)에 접속하게 되면, 사용자 레벨, IP 주소 레벨의 인증 이전에 단말 정보를 기반으로 한 OSI 레이어2(L2) 레벨에서의 인증이 무선 접속장치(6-2)와 인증 서버(14)간에 수행된다. 그리고 단말 정보 기반의 인증이 성공적으로 완료되어야만 핸드오버된 단말은 데이터 패킷을 송수신할 수 있게 된다.
이에 본 발명에서는 단말 정보 기반의 인증을 통해 송수신되는 정보로부터 단말 정보를 획득하고, 이를 기반으로 핸드오버된 단말의 네트워크 접속을 허용함으로써, 별도의 IP 주소 기반의 인증, 혹은 아이디/패스워드 기반의 인증 절차가 생략되도록 한다.
이하 도2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 인증 절차에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 인증 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
먼저, 이동 단말(예를 들어, 7-2)이 기존의 무선 가입자망(예를 들어, 3-1)에서 새로운 무선 가입자망(예를 들어, 3-2)으로 핸드오버되면(S100), 이동 단말(7-2)은 새로운 무선 가입자망(3-2)내 무선 접속장치(6-2)로 자신의 단말 정보를 전달하여 무선 접속장치(6-2)로의 L2 레벨의 접속을 시도한다(S101).
그러면, 무선 접속장치(6-2)는 수신한 단말 정보를 이용하여 인증 서버(14)로 단말 정보 기반의 인증을 요청한다(S102).
그러면, 인증 서버(14)는 사용자 DB(12)를 검색하여 상기 단말 정보에 관련된 DB를 확인하여(S103), 사용자 가입시에 등록한 단말 정보(단일 또는 다중), 사용자가 네트워크상에서 사용중인 IP 주소, 사용가능한 서비스 등을 획득한다(S104, S105).
인증 서버(14)는 단계 S104 및 S105을 통해 획득된 단말 정보와 단계 S102을 통해 전송된 단말 정보를 비교하여 단말 정보 기반의 인증을 수행하고, 인증 수행 결과를 무선 접속장치(6-2)에 통보한다(S106).
네트워크 접속장치(2-2)는 인증 서버(14)로부터 무선 접속장치(6-2)에 제공되는 인증 결과를 가로채거나, 인증 서버(14)로부터 인증 결과를 직접 제공받아 이동 단말(7-2)의 단말 정보를 획득한다(S107).
이동 단말(7-2)의 인증이 성공적으로 수행되어 무선 접속장치(6-2)가 해당 이동 단말(7-2)의 L2 레벨의 접속을 허가하면(S110), 이동 단말(7-2)은 데이터 패킷을 전송하기 시작한다(S112).
네트워크 접속장치(2-2)는 이동 단말(7-2)의 데이터 패킷의 단말 정보와 IP 주소를 검사하여, 인증된 단말 정보를 가진 단말로부터 전송되는 패킷이면, 해당 패킷의 IP 주소(즉, 핸드오버가 수행되기 이전에 이미 인증이 수행되었던 IP 주소)와 단말 정보를 바인딩하여 기록하고 데이터 패킷 전송을 허가한다(S110). 즉, 인증된 단말 정보를 가지는 이동 단말(7-2)의 IP 네트워크로의 접속을 수락한다.
이와 같이 본 발명에서는 단말 정보와 같은L2 레벨의 인증 정보를 이용하여 핸드오버된 이동 단말(7-2)의 IP 네트워크로의 접속 여부를 결정하도록 한다.
<무선가입자망의 자원할당 정보와 연계한 QoS 제어>
다음으로, 본 발명에 따른 무선가입자망의 자원할당 정보와 연계한 QoS 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
무선 가입자망에서의 네트워크 자원은 유선 가입자망에서의 네트워크 자원에 비해 용량 제한을 매우 많이 받게 된다. 따라서 유선 가입자망에서의 QoS과 무선 가입자망에서의 QoS를 함께 고려하려면, 무선 가입자망에서의 자원 할당 정보를 활 용한 QoS 제어가 필요하다.
도3a 및 도3b와 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 QoS 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
먼저, 도3a 및 도3b를 참조하여 하향 트래픽에 대한 QoS 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
네트워크 접속장치(예를 들어, 2-1)는 무선망 제어장치(5-1)로부터 단말별 무선자원 할당량 정보를 제공받는다(S201).
하향 트래픽의 데이터량과 단계S201를 통해 획득된 단말별 무선자원 할당량을 비교하여 하향 트래픽의 데이터량이 단말별 무선자원 할당량을 초과하면(S202), 도3b에 도시된 바와 같이 보장성 하향 트래픽에 대해서는 확보된 QoS가 깨어지지 않도록 서비스 세션 단위로 스케쥴링 및 쉐이핑(scheduling and shaping)을 수행한다(S203). 그리고 비보장성 하향 트래픽에 대해서는 할당받은 무선 가입자망의 대역폭에 대하여 보장성 트래픽이 사용하고 남은 여유 자원을 사용할 수 있도록 무선 대역폭 할당량 단위로 레이트 쉐이핑(rate shaping)을 수행한다(S204).
도4를 참조하여 상향 트래픽에 대한 QoS 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
네트워크 접속장치(예를 들어, 2-1)는 SIP 기반의 서비스와 SIP 기반 이외의 서비스를 모두 지원할 수 있어야 한다. 이에 네트워크 접속장치(2-1)는 사전에 네트워크 제어장치(9)를 통해 정책 서버(11)의 서비스별 정책 제어 정보를 제공받아 설정해둔다(S301).
그리고 상향 트래픽이 발생하면(S302), SIP 기반의 서비스에 따른 것인지 확인한 후(S303), SIP 기반의 서비스에 따른 상향 트래픽의 경우에는 네트워크 접속장치(2-1)는 SBC 기능 또는 SIP 프록시 기능을 이용하여 호 제어 시그널링 중에 호에 필요한 대역폭 정보를 획득하고(S304), 획득된 대역폭 정보를 이용하여 해당 트래픽에 대한 자원 제어를 수행한다(S305).
반면, SIP 기반 이외의 서비스에 따른 상향 트래픽이 발생하면(S303), 네트워크 접속장치(2-1)는 단계 S301를 통해 설정된 서비스별 정책 제어 정보를 통해 현재 발생된 상향 트래픽에 대응되는 서비스별 자원할당 정책을 파악하고, 그에 따른 자원 제어를 수행한다(S306).
<사용자 단위의 트래픽 사용량 제어>
다음으로, 본 발명에 따른 사용자 단위의 트래픽 사용량 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
종량제 및 부분 종량제 등의 통신 사업자 수익성 확보를 위한 서비스 모델을 적용하기 위해서는 사용자 단위의 트래픽 사용량에 대한 제어 방안이 필요하다. 예를 들어, P2P 서비스의 경우, 월정액에 대하여 허용된 총 P2P 트래픽량을 설정하고, 이 한계를 넘어가면 트래픽 발생량에 따라 차등적인 요금을 부과할 수 있어야 한다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 트래픽 사용량 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
사용자가 이동 단말(7-1~7-6) 또는 고정 단말(8)을 통해 네트워크에 접속하여 인증을 수행하고 나면, 인증 서버(14)는 네트워크 제어장치(9)와 정책 서버(11)에 인증 정보를 제공한다(S401).
네트워크 제어장치(9)가 인증 정보에 대응되는 사용자의 허가 트래픽 총량 및 기사용량 정보를 정책 서버(11)에 문의한다(S402).
그리고 네트워크 제어장치(9)는 정책 서버(11)로부터 제공되는 사용자의 허가 트래픽 총량 및 기사용량 정보를 제공받아 해당 네트워크 접속장치(예를 들어, 7-1)에 설정해준다(S403).
그러면 네트워크 접속장치(7-1)는 데이터의 IP 주소 정보등을 활용하여 해당 사용자의 단말로 전달되는 것인지, 아님 해당 사용자의 단말에 의해 발생되는 것인지 판단하고, 해당 사용자의 트래픽 사용량을 추적한다(S404).
사용자의 네트워크 사용 중에 허가 트래픽 총량의 초과하게 되면(S405), 네트워크 접속장치(7-1)는 이에 상응하는 조치를 취한다. 즉, 초과 트래픽을 차단하거나, 정책 서버(11) 또는 응용 서버(15)과의 연계 동작을 통해 초과 트래픽에 대한 과금을 수행하는 등의 동작을 수행한다(S405).
<IP이동성 제어>
마지막으로, 본 발명에 따른 IP 이동성 제어 방법을 설명하면 다음과 같으며, 본 발명에서 고려하는 IP이동성 제어 방법은 IP 이동성 제어서버(10)와 이동성 클라이언트 기능을 탑재한 단말을 이용하는 것이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 IP 이동성 제어 방법이 적용되는 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
도6에 도시된 바와 같이 이동 단말(7-6)이 IP이동성 제어를 받게 되면 이동 단말(7-6)과 IP 이동성 제어서버(10)간에는 제어신호를 위한 제어터널(Cter)이 형성되고, 이후 이동 단말(7-6)과 상대 단말 간에도 데이터통신을 위한 데이터 터널(Dter)이 형성된다. 이때, 제어터널(Cter) 및 데이터 터널(Dter)의 형성 방법은 공지된 기술에 따르도록 하고, 이에 대한 상세한 설명한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 네트워크 접속장치(2-2,2-3)는 이동성 제어 클라이언트를 탑재하여, WiFi용 이동 단말등과 같이 이동성 클라이언트 기능을 탑재한 단말(이하, IP 단말)뿐 만 아니라 3GPP용 이동 단말 및 LTE용 이동 단말 등과 같이 이동성 클라이언트 기능을 탑재하지 못한 단말 (이하, 일반 단말) (7-1~7-5)에 대해서도 IP기반의 데이터 통신시 IP 이동성 제어서버(10)를 통한 이동성 서비스를 제공해준다.
네트워크 접속장치(2-2,2-3)의 이동성 제어 클라이언트는 일반 단말에게도 IP이동성 서비스를 제공하기 위해 일반 단말의 단말정보(주소정보 등)와 위치정보를 획득하고, 네트워크 접속장치(2-2,2-3)와 IP 이동성 제어서버(10)간의 제어터널(Cter)을 통하여IP 이동성 제어서버(10)에 알려준다. IP 이동성 제어서버(10)는 일반 단말의 단말정보와 각 일반 단말이 어떤 네트워크 접속장치의 이동성 제어 클라이언트에 의해 제어되는지를 파악하고 기록해둔다.
IP 단말이 일반 단말과의 통신을 요청할 경우, IP 이동성 제어서버(10)는 일반 단말의 단말정보와 해당 단말을 지배하는 네트워크 접속장치(2-2,2-3)에 대한 정보를 IP 단말에 알려주며, 그를 기반으로 해당 단말과 상대 노드가 접속된 네트워크 접속장치간에 데이터 터널(Dter)이 생성될 수 있도록 제어해준다.
일반 단말이 IP 단말과의 통신을 요청할 경우, 네트워크 접속장치(2-2,2-3)의 이동성 제어 클라이언트는 상대 노드의 주소정보 및 위치정보를 IP 이동성 제어서버(10)로부터 획득하여 해당 네트워크 접속장치(2-2,2-3)와 상대 노드 간의 데이터 터널을 생성한다.
네트워크 접속장치(2-2,2-3)의 이동성 제어 클라이언트는 상향 트래픽에 대하여 무선구간의 트래픽을 IP이동성 서비스 제공시에 생성되는 데이터 터널로 캡슐화(Encapsulation)시켜주고, 무선구간에 데이터 터널이 형성되어 있으면, 그를 IP이동성 서비스 제공시에 생성되는 데이터 터널에 매핑시켜준다. 반면 하향 트래픽의 경우에는 IP이동성 서비스 제공시에 생성되는 데이터 터널을 통하여 전달되는 패킷을 캡슐풀기(decapsulation)하여 대상 일반 단말로 전달하며, 무선구간에 데이터 터널이 형성되어 있으면, 그에 IP이동성 서비스 제공시에 생성되는 데이터 터널을 매핑시켜준다.
무선구간의 데이터 터널은 단말단위로 형성이 되기 때문에 단말이 동시에 두 개 이상의 상대 노드(혹은 단말)와 서비스세션을 맺고 있는 경우(예, VoIP를 쓰면서 파일 다운로드를 하는 경우) 무선구간의 데이터 터널과 IP네트워크의 데이터 터널의 1:1 매핑은 불가능하다. 따라서, 본 발명의 네트워크 접속장치(2-2,2-3)에서는 무선구간의 데이터 터널내의 개별 서비스 트래픽을 5-터플(tuple) 또는 DPI(Deep Packet Inspection) 기반으로 플로우(flow) 단위로 인식하고, 목적지가 다른 IP 네트워크의 데이터 터널에 매핑시켜 줄 수 있도록 한다.
일반 단말이 이동을 하는 경우, 네트워크 접속장치(2-2,2-3)의 이동성 제어 클라이언트는 변경된 단말의 위치정보, 무선구간의 변경된 데이터 경로 또는 데이터 터널 정보를 파악하고, 변경된 데이터 트래픽 경로 또는 데이터 터널로 트래픽을 전달해준다. 또한, IP 이동성 제어서버(10)에 변경된 단말의 위치정보, 무선구간의 변경된 데이터 경로 또는 데이터 터널 정보를 알려준다.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 일반 단말과 IP 단말간의 통신 설정 및 IP 이동성 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동성 제어 클라이언트가 미탑재된 이동 단말(예를 들어, 7-2)이 단말정보를 자신에 연결된 무선망 제어장치(5-1)에 전달하면(S500), 무선망 제어장치(5-1)는 이동 단말(7-2)의 단말정보와 위치정보(즉, 이동 단말(7-2)이 무선망 제어장치(5-1)에 접속되어 있다는 정보)를 네트워크 접속장치(2-2)에 통보한다(S501).
이때, 무선망 제어장치(5-1)과 네트워크 접속장치(2-2)간에는 데이터 터널(Dter)이 형성되며, GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 기능은 네트워크 접속장치(2-2)에 있는 것으로 한다.
그러면 네트워크 접속장치(2-2)는 이동 단말(7-2)의 단말정보, 위치정보, 이동 단말(7-2)이 사용하는 무선구간의 데이터 터널 정보 등을 기록하고(S502), 이러한 정보를 IP 이동성 제어서버(10)에 등록한다(S503).
이러한 상태에서 이동성 제어 클라이언트를 탑재한 이동 단말(예를 들어, 7- 6)이 이동 단말(7-2)과 통신하기 위하여 이동성 제어를 요청하면(S504), IP 이동성 제어서버(10)는 이동 단말(7-6)에게 이동 단말(7-2)의 단말정보 및 위치정보를 제공한다(S505).
이후, 데이터 통신이 이루어지면, 이동 단말(7-6)과 이동 단말(7-2)이 연결된 네트워크 접속장치(2-2)간에는 IP 네트워크의 데이터 터널이 형성된다(S506).
그러면 네트워크 접속장치(2-2)는 IP 네트워크의 데이터 터널을 무선구간의 데이터 터널로 매핑하여(S507), 이동 단말(7-6)의 데이터가 상대 단말인 이동 단말(7-2)로 전달되도록 한다(S508).
상호 통신중에 이동 단말(7-2)이 핸드오버를 수행하여 새로운 무선망 제어장치(5-2)에 접속되면(S509), 핸드오버된 이동 단말(7-2)은 새로이 접속된 무선망 제어장치(5-2)에 자신의 단말정보를 제공한다(S510). 새로운 무선망 제어장치(5-2)는 새로운 데이터 터널을 형성하고, 이를 통해 이동 단말(7-2)의 단말 정보 및 변경된 위치 정보를 자신이 연결된 네트워크 접속장치(2-2)에 제공한다(S511).
네트워크 접속장치(2-2)는 이에 응답하여 이동 단말(7-2)의 단말 정보, 변경된 위치 정보, 및 변경된 데이터 터널 정보를 기록하고, 이들 정보를 IP 이동성 제어서버(10)에 바인딩하여(S512), IP 이동성 제어서버(10)에 등록시킨다(S513).
그리고 네트워크 접속장치(2-2)는 IP 네트워크의 데이터 터널을 변경된 무선 구간의 데이터 터널에 매핑하여(S514), 이동 단말(7-6)의 데이터가 핸드오버된 이동 단말(7-2)로 전달되도록 한다(S515).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 액세스 제어를 위한 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 인증 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도3a 및 도3b와 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 QoS 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 ALL-IP 네트워크에서 트래픽 사용량 제어 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 IP 이동성 제어 방법이 적용되는 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 일반 단말과 IP 단말간의 통신 설정 및 IP 이동성 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

Claims (14)

  1. 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 인증 방법에 있어서,
    핸드오버된 단말이 발생되어 상기 핸드오버된 단말이 접속된 무선 접속장치와 인증 서버간에 단말정보 기반의 L2 레벨의 인증 절차가 수행되면, 상기 네트워크 접속장치가 자신을 통해 송수신되는 인증 정보를 가로채어 획득하는 단계; 및
    상기 네트워크 접속장치가 상기 인증 정보를 가지는 단말에 해당하는 데이터 패킷의 전달만을 허용하는 단계를 포함하는 네트워크 접속장치에 의한 인증 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인증 정보는
    단말정보 기반의 인증 절차가 성공적으로 수행된 핸드오버된 단말의 단말 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 인증 방법.
  3. 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 QoS 제어 방법에 있어서,
    상기 네트워크 접속장치가 무선자원 할당량을 기반으로 하향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계; 및
    상기 네트워크 접속장치가 호 제어 시그널링 중에 획득가능한 대역폭 정보 또는 서비스별 자원할당 정책을 통해 상향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계를 포함하는 네트워크 접속장치에 의한 QoS 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계는
    상기 하향 트래픽이 전달될 무선 가입자망에 구비된 무선 접속장치를 통해 무선자원 할당량을 획득하는 단계;
    상기 무선자원 할당량과 상기 하향 트래픽의 데이터량과 비교하는 단계; 및
    상기 하향 트래픽의 데이터량이 무선자원 할당량을 초과하면, 보장성 하향 트래픽에서는 서비스 세션 단위로 스케쥴링 및 쉐이핑(scheduling and shaping)을 수행하고, 비보장성 하향 트래픽에 대해서는 무선 대역폭 할당량 단위로 레이트 쉐이핑(rate shaping)을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 QoS 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 상향 트래픽의 QoS를 제어하는 단계는
    서비스별 정책 제어 설정 정보를 제공받고 설정하는 단계;
    SIP 기반의 트래픽이 유입되면, 상기 네트워크 접속장치내에 구비된 SBC(Session Boarder Controller) 또는 SIP 프록시를 통해 상기 호 제어 시그널링 중에 획득가능한 대역폭 정보를 획득하고 서비스별 자원 제어를 수행하는 단계; 및
    SIP 기반이 아닌 트래픽이 유입되면, 상기 서비스별 정책 제어 설정 정보에 따라 서비스별 자원 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 QoS 제어 방법.
  6. 융합 ALL-IP 네트워크에 존재하는 인증서버, 정책 서버, 네트워크 제어 장치, 및 네트워크 접속장치에 의한 트래픽 제어 방법에 있어서,
    상기 인증서버가 인증 절차가 완료된 사용자의 인증 정보를 상기 정책 서버 및 네트워크 제어 장치에 제공하는 단계;
    상기 정책 서버 및 네트워크 제어 장치가 상호 연동하여, 상기 네트워크 접속장치에 상기 사용자의 인증 정보에 대응하는 허가 트래픽 총량 및 기사용량을 설정하는 단계;
    상기 네트워크 접속 장치가 상기 사용자의 트래픽 사용량을 추적하여 상기 기사용량을 업데이트하면서, 상기 업데이트된 기사용량이 상기 허가 트래픽 총량을 초과하는 단말에 대해 트래픽 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 트래픽 제어를 수행하는 단계는
    상기 업데이트된 기사용량이 상기 허가 트래픽 총량을 초과하면, 트래픽을 차단시키는 것을 특징으로 하는 트래픽 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 업데이트된 기사용량이 상기 허가 트래픽 총량을 초과하면, 초과 트래픽에 대한 과금 처리를 진행하는 것을 특징으로 하는 트래픽 제어 방법.
  9. 이동성 제어 클라이언트를 미탑재한 일반 단말과 이동성 제어 클라이언트를 탑재한 IP 단말간에 IP 이동성 제어서비스를 제공하기 위한, 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법에 있어서,
    상기 네트워크 접속장치가 상기 일반 단말의 단말 정보, 위치 정보 및 무선 구간의 데이터 터널 정보를 파악하고, IP 이동성 제어서버에 등록시키는 단계;
    상기 일반 단말과의 통신이 요청되어, 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성되면, 상기 네트워크 접속장치는 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널을 상기 무선 구간의 데이터 터널에 매핑시키는 단계; 및
    상기 일반 단말이 핸드오버되면, 상기 일반 단말의 변경된 위치 정보 및 무선 구간의 데이터 터널 정보를 파악하여 상기 IP 이동성 제어서버에 통보하고, 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널을 상기 변경된 무선 구간의 데이터 터널로 다시 매핑시키는 단계를 포함하는 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 IP 이동성 제어서버는
    상기 IP 단말이 상기 일반 단말과의 통신을 요청하면, 상기 일반 단말의 단말 정보, 위치 정보를 상기 IP 단말에 알려주어 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 접속장치는
    상기 일반 단말이 이동성 제어 클라이언트를 탑재한 IP 단말과의 통신을 요청하면, 상기 IP 이동성 제어서버를 통해 상기 IP 단말의 단말 정보, 위치 정보를 획득하여 상기 일반 단말과의 통신을 수행하기 위한 IP 네트워크 구간의 데이터 터널이 형성하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 접속장치는
    상기 무선 구간의 데이터 터널의 트래픽을 캡슐화하여 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널로 전달하고, 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널의 트래픽을 캡슐풀기하여 상기 무선 구간의 데이터 터널로 전달하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 접속장치는
    상기 무선 구간의 데이터 터널 및 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널의 개별 서비스 트래픽을 5-터플(tuple) 또는 DPI(Deep Packet Inspection) 기반으로 플로우 단위로 인식하여, 상기 무선 구간의 데이터 터널과 상기 IP 네트워크 구간의 데이터 터널간을 매핑하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속장치에 의한 IP 이동성 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제5항, 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하는 융합 ALL-IP 네트워크의 IP 네트워크 인입점에 위치한 네트워크 접속장치.
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