KR20120078289A

KR20120078289A - 미래 네트워크 간 연동 구조

Info

Publication number: KR20120078289A
Application number: KR1020100140545A
Authority: KR
Inventors: 조은상; 장덕현; 유태완; 김정훈; 권태경; 최양희
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-10

Abstract

본 발명은 다양한 형태의 미래인터넷 사이의 유연한 연동을 위해 미래 네트워크와 코어 네트워크 사이에 응용 계층 게이트웨이를 설치하는 방식의 연동 구조를 개시한다. 또한 이종의 미래 네트워크 간의 직접 연결을 지원할 수도 있다. 연동 게이트웨이는 미래 네트워크의 패킷을 응용 계층의 데이터로 변환한다. 변환된 연동 데이터는 연동 네트워크를 통하여 미래 네트워크와 연결된 연동 게이트웨이까지 전송된다. 데이터를 수신한 연동 게이트웨이는 연동 데이터를 해당 미래 네트워크의 패킷으로 변환하여 연동을 완료한다. 연동 게이트웨이에서의 변환은 연동 계층에서 발생하게 되는데, 이는 응용 계층의 하위에 존재한다.

Description

미래 네트워크 간 연동 구조 {Inter-working Architecture between Future Networks}

본 발명은 통신 네트워크에 대한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 특성을 가진 이종의 네트워크, 특히 향후 개발될 다양한 종류의 미래 네트워크들 간에 서로 연동할 수 있는 구조에 대한 것이다.

현재 인터넷 기술은 OSI 모델(Open Systems Interconnection Reference Model)의 총 7계층, 즉 물리(physical) 계층, 데이터 링크(Data link) 계층, 네트워크(network) 계층, 트랜스포트(transport)계층, 세션(session) 계층, 표현(presentation) 계층, 응용(application) 계층 중에서 제 3계층에 해당하는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP)을 기반으로 하여 서로 다른 네트워크를 연동하고 있다. 이 경우 제 1계층 및 제 2계층이 서로 상이한 네트워크들에 대한 연동은 쉽게 가능하나, 제 3계층과 그 이상의 계층은 동일한 프로토콜을 사용하여야만 하는 제약이 있다.

오늘날 인터넷의 급속한 성장 및 호스트의 증가에 따라, 혹은 네트워크 접속 환경의 변화와 새로운 요구에 따라서 기존의 인터넷 구조는 점차 한계에 부딪히게 되었다. 현재 인터넷은 기본적으로 고정된 환경하에서 점-대-점(point-to-point)을 연결하는 트래픽 구조를 위하여 설계되었기 때문이다. 따라서, 이동성 및 상이한 지연 특성에 대한 지원 등에 적합하지 않게 설계되어 있어 있는 등의 문제가 나타나고 있다. 최근에는 이러한 제약에서 벗어나 확장성(scalability), 이동성(mobility), 보안성(security) 등 새로운 요구사항들을 충족시키기 위한 연구가 진행 되고 있으며, 이 결과 기존의 인터넷과는 다른 새로운 네트워크 구조들이 나타나고 있다. 이러한 새로운 형태의 네트워크를 통칭하여 '미래 인터넷' 혹은 '미래 네트워크'라고 한다. 미래 네트워크 기술은 현재의 인터넷 프로토콜 기술, 패킷 전송 방법 및/또는 엄격한 프로토콜 계층 등을 전제하지 않고, 유연하게 네트워크를 설계한다는 특징이 있다.

현재 미래 네트워크에 대한 연구는 개별적인 연구로서 서로 쉽게 연동 되지 않는 문제가 있다. 또한, 이렇게 최근 등장하는 미래 인터넷/네트워크 기술들은 현재 인터넷 구조와 호환되지 않을 수 있는데, 특히 인터넷 프로토콜을 사용하지 않는 경우, 즉 제 3계층(네트워크 계층)과 그 이상의 계층이 서로 상이한 경우도 존재하고 있어 이를 위한 연동 구조의 필요성이 있다. 따라서 본 발명에서는 서로 다른 접속망 또는 미래 인터넷/네트워크를 서로 연동할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 네트워크 구조에서는 서로 다른 미래 인터넷이 코어 네트워크를 통해 연결된 경우 이를 연동하는 패킷 전송 장치(게이트웨이)를 이용한다. 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷이 코어 네트워크를 거쳐 제 2 네트워크로 전송될 때, 제 1 네트워크 및 코어 네트워크 간, 제 2 네트워크 및 코어 네트워크 간의 게이트웨이가 존재하고 게이트웨이 간에서 연동이 일어나게 된다. 제 1 네트워크 미 코어 네트워크 간에 연결하는 게이트웨이는 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛으로 변환하여 연동 데이터 유닛 중계부로 전달하는 프록시 기능부, 연동 데이터 유닛을 이용하여 코어 네트워크를 위한 패킷을 생성하여 제 2 네트워크의 게이트웨이로 전송하는 연동 데이터 유닛 중계부를 포함한다. 제 1 네트워크 및 제 2 네트워크는 응용 계층의 하위 계층 중 적어도 하나 이상의 계층의 프로토콜이 서로 다른 네트워크이며, 특히 어느 하나는 인터넷 프로토콜을 사용하지 않을 수 있다.

연동 데이터 유닛은 응용 데이터를 게이트웨이 간 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 응용 데이터 그 자체를 포함하며, 메타 데이터는 송신 게이트웨이 식별자, 수신 게이트웨이 식별자, 송신자 식별자, 수신자 식별자 및 그 외 전송에 필요한 정보를 포함한다. 연동 데이터 유닛을 이용함으로써 서로 다른 네트워크 간에 특성을 유연하게 살릴 수 있고, 코어 네트워크에서의 연동 효율을 높일 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 장치는, 외부 네임 시스템과 연결된 레졸루션 처리부를 더 포함할 수 있고, 연동 데이터 유닛 중계부는 레졸루션 처리부로부터 패킷이 전달될 노드에 대한 정보 및 제 2 네트워크의 게이트웨이에 대한 위치 또는 식별 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 패킷 전송 장치는, 제 1 네트워크 및 제 2 네트워크를 직접 연결시킬 수 있다. 이 패킷 전송 장치는 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛으로 변환하여 제 2 프록시 기능부로 전달하는 제 1 프록시 기능부 및 연동 데이터 유닛을 제 2 네트워크를 위한 패킷으로 변환하여 제 2 네트워크에 전송하는 제 2 프록시 기능부를 포함하고, 여기서의 연동 데이터는 응용 데이터를 상기 제 1 프록시 기능부 및 상기 제 2 프록시 기능부 사이에서 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 상기 응용 데이터 그 자체를 의미한다.

본 발명은 다음과 같은 효과와 이점을 제공한다.

첫째, 서로 상이한 특성과 구조를 갖는 네트워크들 간에 연동을 가능하게 함으로써 각 네트워크의 활용성을 높일 수 있다.

둘째, 현재 인터넷 구조가 가지고 있는 한계점을 극복하고 트랜스포트 계층 이상의 계층이 상이한 네트워크 간에도 연동이 가능하게 함으로써, 미래에 등장하는 다양한 형태의 네트워크들에 대한 연동이 가능하다.

셋째, 이러한 연동을 위하여 네트워크 전부를 바꾸는 것이 아니라, 망의 일부를 변경하여 이종 네트워크간 연동이 가능하게 함으로써 점진적인 방법으로 이루어질 수 있으므로 보다 경제적으로 실현 가능하다.

넷째, 각 네트워크의 특성을 최대한 살리고, 연동을 위한 코어 네트워크에서의 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 연동 구조의 성능 향상을 위한 변경이 용이하다.

다섯째, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이 구조는 변경되는 네트워크에 대하여 유연하게 대처가 가능하다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 여러 종류의 미래 네트워크가 코어 네트워크를 통해 연동되는 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 코어 네트워크를 통해 연결된 두 네트워크 간에 메시지가 전달되는 경우, 연동 게이트웨이 내의 스택 구조 및 데이터 흐름을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 인터넷 프로토콜 네트워크에서 콘텐츠-중심 네트워크로 메시지가 전달되는 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 콘텐츠-중심 네트워크에서 인터넷 프로토콜 네트워크로 메시지가 전달되는 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 이종 미래 네트워크들 간에 직접 연동 되는 경우, 연동 게이트웨이 내의 스택 구조 및 데이터 흐름을 도시한 도면.
도 6은 코어 네트워크를 이용한 네트워크 연동 구조에서의 연동 게이트웨이의 구성을 나타낸 블록도.
도 7은 두 개의 네트워크 간에 직접 연동되는 경우의 연동 게이트웨이의 구조를 도시한 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 '미래 인터넷' 또는 '미래 네트워크'란 현재의 인터넷을 포함하여 미래에 존재할 수 있는 모든 형태의 네트워크를 의미한다. 미래 네트워크는 현재 인터넷 구조의 한계성을 극복하고 미래에 발생할 수 있는 다양한 형태의 요구를 수용하기 위해서, 현재 인터넷과의 호환성을 고려하지 않고 전혀 다른 혁신적 개념으로 설계될 수 있다. 현재의 네트워크는 기본적으로 TCP/IP를 기반으로 발전하였으나, 최근에는 콘텐츠-중심 네트워크(Contents-Centric Networking, CCN), 센서 네트워크, 행성 및 위성 간 통신 등 기존의 프로토콜과는 다른 여러가지 독립적 네트워크가 발생하고 연구되고 있다.

예를 들어, 콘텐츠-중심 네트워크(CCN) 는 기존의 단-대-단(end-to-end) 중심의 연결 구조를 벗어나, 콘텐츠 소비자가 콘텐츠를 구독(subscribe)하면, 해당 콘텐츠를 보유하고 있는 콘텐츠 제공자가 이를 제공(publish)하는 구조로 이루어진다. 여기에서 콘텐츠란 텍스트, 이미지, 오디오 및/또는 비디오들과 같은 임의의 형태의 모든 데이터를 포함하는 용어로, 특정 콘텐츠를 나타내기 위해서 콘텐츠 식별자(Content identifier)를 사용할 수 있다. 인터넷 프로토콜이 IP 주소를 개체 식별자(identifier) 및 위치 식별자(locator)로 사용하였다면, 콘텐츠-중심 네트워크에서는 호스트가 아닌 콘텐츠를 중심으로 그 식별자를 정의하게 된다.

또 다른 예로, DTN(Delay/disruption Tolerant Networking)는 빈번한 연결 해제 및 불규칙한 지연, 비대칭적인 전송률, 높은 전송 에러 등의 상황에서 메시지를 전송하기 위하여 제안된 네트워크로, TCP 와 같이 응답 시간의 제약을 받지 않는다는 특성이 있다. 이러한 네트워크는 기존 TCP/IP 구조에서는 불가능했던 행성간 통신에 사용될 수 있다.

이러한 미래 네트워크 구조들은 전통적인 OSI 7 계층 구조에 포함되기 어려울 수도 있고, 전송 계층(transport layer) 상위 계층의 프로토콜들에 대하여 정의하기도 한다. 앞서 설명한 네트워크들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 현재 연구되고 있는 미래 네트워크의 예를 든 것에 불과하며, 본 발명이 상기 나열된 네트워크 간의 연동 구조에만 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명에서는, 현재의 인터넷을 포함하여 새로운 형태의 어떠한 네트워크들 간에도 유연하게 연동될 수 있는 구조를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 여러 종류의 미래 네트워크 간의 연동 구조를 도시한 도면이다. 별도로 도시하지는 않았으나, 각 네트워크들은 여러 개의 노드들의 연결로 이루어진다. 네트워크 접속은 유선 및/또는 무선의 모든 유형의 접속(예를 들어, 광대역 통신망, 무선 인터넷, 전화, 위성, 적외선 통신 등)을 포함할 수 있다. 노드들은 호스트(컴퓨터 시스템), 호스트들의 클러스터 또는 네트워크, 애플리케이션 및/또는 임의의 엔티티일 수 있다.

도 1을 참조하면, 서로 다른 종류의 미래 네트워크(120, 130, 140, 150)들이 연동을 위한 코어 네트워크(110)를 통해 연결될 수 있다. 코어 네트워크는 네트워크 연동 구조의 중심부 네트워크로써 게이트웨이를 통해 연결된 각 미래 네트워크들에게 연동 서비스를 제공한다. 도 1에서는 대표적인 미래 네트워크로 콘텐츠-중심 네트워크(120), 차량 네트워크(130), 인터넷 프로토콜 네트워크(140) 등을 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 어떠한 미래 네트워크도 코어 네트워크 및 연동 게이트웨이를 통하여 연결될 수 있다. 어떤 미래 네트워크에서는 현재의 인터넷과 같이 연결을 위하여 IP 주소를 사용할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 마찬가지로 현재의 TCP 또는 다른 전송 프로토콜들도 사용되거나 아닐 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 미래 네트워크 간 연동 구조에서는 네트워크간 연동을 위하여 네트워크 간에 연동 게이트웨이(125, 135, 145, 155)를 포함한다. 연동 게이트웨이는 수신된 패킷을 전송할 네트워크에 적합한 형태로 변환하는 역할을 한다. 연동 게이트웨이의 구성 및 동작에 관련하여서는, 이하에서 도 2 내지 7과 관련하여 상세하게 설명한다. 한편, 연동 게이트웨이는 이름/주소 레졸루션 시스템(Name/Address Resolution System)(160)를 이용하여 필요한 정보를 획득할 수 있다.

도 1을 참조하여 연동 구조에서 메시지가 전달되는 과정을 이하에서 설명한다. 예를 들어, 콘텐츠 중심 네트워크(120)의 특정 노드(이하 송신 노드라 한다.)에서 인터넷 프로토콜 네트워크(140) 내의 특정 노드(이하 목적지 노드라 한다.)로 패킷을 전송하는 경우를 생각한다. 전송된 패킷은 송신 노드가 연결된 미래 네트워크, 즉 콘텐츠 중심 네트워크(120)의 고유의 전달 방식을 이용하여 연동 게이트웨이(125)에 도달하며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다.

연동 게이트웨이(125)는 이름/주소 변환 시스템(160)을 이용하여 목적지 노드가 포함된 미래 네트워크, 즉 인터넷 프로토콜 네트워크(140)와 연결된 연동 게이트웨이(145)를 찾는다. 송신 노드의 연동 게이트웨이(125)는 수신된 메시지를 코어 네트워크(110)에서의 연동을 위한 메시지 형태로 변환하고, 변환된 메시지는 코어 네트워크(110)를 통해 목적지 네트워크의 연동 게이트웨이(145)로 전송된다. 메시지를 수신한 연동 게이트웨이(145)는 패킷을 연결된 미래 네트워크를 위한 패킷으로 변환하고 이를 연결된 미래 네트워크로 분배한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 코어 네트워크를 통해 연결된 두 네트워크 간에 메시지가 전달되는 경우, 연동 게이트웨이 내의 스택 구조(210) 및 데이터 흐름을 나타낸 것이다. 연동 게이트웨이에서의 변환은 새롭게 정의되는 연동 계층(inter-working layer)(220)에서 발생하게 되는데, 이는 응용 계층의 하위에 존재한다. 연동 게이트웨이는 연동 코어 네트워크와 각 미래 네트워크의 접점에 위치하게 되므로 서로 상이한 프로토콜 스택(protocol stack)을 가질 수 있는데, 연동 계층부터 그 하위 계층들이 이에 해당한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 게이트웨이(240, 250)는 통신 프로토콜의 듀얼 스택을 유지하게 된다. 스택 중 하나는 연동 게이트웨이와 연결된 미래 네트워크를 위한 것이고, 다른 하나는 코어 네트워크를 위한 것이다. 송신 노드(230)가 속한 제 1 미래 네트워크(예를 들어, 컨텐츠-중심 네트워크)에서 전송된 메시지는 해당 네트워크 고유의 구조에 따라 제 1 연동 게이트웨이(240)로 전달된다. 연동 구조의 유연성 측면에서 볼 때, 서로 상이할 뿐 아니라 현재로서는 불확실한 미래 네트워크 간의 연동에서 응용(Application) 계층의 데이터만이 유효하고 영속적인 것이라고 볼 수 있다. 그 이외 계층의 정보는 해당 미래 네트워크에서만 유의미하며 다른 미래 네트워크에서는 불필요하다고 할 수 있다. 따라서, 제 1 연동 게이트웨이의 첫번째 스택에서는, 하위 계층으로부터 메타-데이터(패킷 헤더 등)를 벗겨내고 응용 데이터만을 남기게 된다. 두번째 스택에서는, 연결된 코어 네트워크를 위하여 필요한 각 계층의 정보(메타-데이터)들을 메시지에 차례로 추가한다. 예를 들어, 현재 인터넷 구조를 연동을 위한 코어 네트워크로 이용할 경우, 전송되는 메세지에는 전송 계층, 네트워크 계층, 링크 계층, 물리 계층에 대한 정보가 차례로 추가될 것이다. 변경된 메시지는 코어 네트워크(예를 들어 TCP/IP 계층)을 통과하여 제 2 연동 게이트웨이(250)로 전달된다. 제 2 게이트웨이의 첫번째 스택에서는, 마찬가지로 메타-데이터를 하위 계층부터 벗겨내고 응용 데이터만을 추출한다. 두번째 스택에서는 목적지 노드(260)가 속한 제 2 미래 네트워크(예를 들어, IP 네트워크)를 위한 정보를 추가하게 된다. 변경된 패킷은 해당 네트워크내에서 전송되어 목적지까지 전달되게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 콘텐츠-중심 네트워크는 인터넷 프로토콜을 사용하지 않는 대표적인 미래 네트워크의 일 예로서, 인터넷 프로토콜 기반 네트워크와는 근본적인 구조가 다르다. 따라서 양 네트워크들은 다른 이름 및 라우팅 방식을 사용한다. 인터넷 프로토콜 네트워크에서 IP 주소는 식별자(identifier)이자 위치 식별자(locator)를 위한 역할로 사용되므로, 레졸루션은 이름을 이용하여 탐색(look-by-name)하는 것으로 이루어진다. 반면, 콘텐츠-중심 네트워크에서는 콘텐츠의 이름은 단지 콘텐츠를 구분하기 위한 식별자(identifier)이며, 레졸루션은 이름을 이용하여 라우팅 하는 것(route-by-name)으로 이루어진다. 따라서 이하에서는 본 발명에 따른 네트워크 연동을 설명하기 위해서 이종 네트워크 간의 특성이 분명한 콘텐츠-중심 네트워크 및 인터넷 프로토콜 네트워크를 예로 들어 이들 간의 연동 시나리오를 구성하였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 인터넷 프로토콜 네트워크에서 콘텐츠-중심 네트워크로 메시지가 전달되는 흐름을 도시한 도면이고, 도 4는 그 역과정에서의 메시지의 흐름을 나타낸 것이다.

도 3을 참조하여 예를 들면, 인터넷 프로토콜 네트워크(310) 내의 송신 노드가 콘텐츠-중심 네트워크(350) 내의 목적지 노드가 제공하는 데이터를 검색해야 할 경우가 있다. 우선 송신 노드는 원하는 데이터에 대한 정보(예를 들면, URL(Uniform Resource Locator) 또는 URN(Uniform Resource Name)과 같은 URI(Uniform Resource Identifier) 형태의 정보)를 메뉴, 링크 또는 검색 엔진 등을 통해 알 수 있다. 이러한 정보를 통해 해당 데이터가 송신 노드가 속한 네트워크에 없다는 판단이 들면(예를 들면, 해당 정보가 현재 네트워크 스킴에 맞지 않는 경우) 외부 네트워크로부터 해당 데이터를 얻어야 한다. 한편 목적지 노드가 속한 콘텐츠-중심 네트워크(350)는 코어 네트워크(330) 및 연동 게이트웨이들(320, 340)을 통해 인터넷 프로토콜 네트워크(310)와 연결되어있다. 따라서 인터넷 프로토콜 네트워크(310)에서는 해당 메시지의 수신지 주소를 연동 게이트웨이(340)의 주소로 바꾸고, 상기 정보는 메시지 내에 캡슐화하여 넣는다(encapsulation)(S360). 인터넷 프로토콜 네트워크의 연동 게이트웨이(320)는 메시지를 수신하면, 레졸루션 시스템(360)을 이용하여 목적지 노드가 속한 미래 네트워크와 연결된 연동 게이트웨이(340)의 위치를 찾고(S362), 이 메시지를 코어 네트워크(330)을 통해 포워딩한다. 메시지를 수신한 목적지 네트워크의 연동 게이트웨이(340)는, 메시지에 포함되어 있던 정보를 이용하여 콘텐츠 식별자를 추출한다(decapsulation)(S364). 그 이후에는 연동 게이트웨이(340)가 일반적인 콘텐츠-중심 네트워크상의 하나의 노드인 것처럼 통상의 구독(subscribe) 요청 동작을 수행하게 된다. 그러면 구독 요청을 수신한 콘텐츠 제공자, 즉 목적지 노드가 해당 콘텐츠를 출판(publish)하게 되고, 콘텐츠-중심 네트워크 고유의 네트워킹을 통하여 요청된 콘텐츠는 목적지 연동 게이트웨이(340)에 도착하게 된다. 이를 수신한 목적지 연동 게이트웨이(340)는 인터넷 프로토콜 네트워크의 연동 게이트웨이(320)로 해당 콘텐츠가 포함된 메시지를 포워딩하고, 인터넷 프로토콜 네트워크의 연동 게이트웨이(320)는 처음 요청한 메시지에 대한 응답으로 요청한 콘텐츠가 포함된 메시지를 받는다.

도 4는 반대의 경우, 즉 콘텐츠-중심 네트워크(350) 내의 송신 노드가 인터넷 프로토콜 네트워크(310) 내에 있는 특정 목적지 노드로 메시지를 보낼 경우의 흐름을 도시한 것이다. 콘텐츠-중심 네트워크(350) 내의 모든 라우터는 콘텐츠 식별자들에 대한 출판(publish) 메시지 및 구독(subscribe) 메시지를 수신한다. 만일 특정 콘텐츠 식별자나 나타내는 콘텐츠가 이미 한번 출판이 되었다면, 해당 콘텐츠는 콘텐츠-중심 네트워크(350) 내에 존재하게 된다(S372). 만약 구독 메시지 내의 콘텐츠 식별자가 나타내는 콘텐츠가 콘텐츠-중심 네트워크 내에 존재하지 않거나, 외부 네트워크의 콘텐츠 정보가 미리 게이트웨이에서 출판되어 있을 경우 외부 네트워크로 해당 콘텐츠에 대한 요청을 해야 한다. 콘텐츠-중심 네트워크는 목적지 주소를 캡슐화하여 메세지에 포함시켜서 구독 메세지를 네트워크에 전송한다(S374). 연동 게이트웨이(340)에서는 상기 설명한 바와 같이 현재 네트워크 내에 없는 콘텐츠이거나 사전에 출판된 외부 콘텐츠인 경우에, 레졸루션 시스템으로부터 해당 콘텐츠에 대응하는 목적지 게이트웨이 주소를 획득하여 이를 포워딩하게 된다(S376). 만약 존재하는 콘텐츠인 경우에는 송신 노드는 네트워크 내에서 응답을 받게 될 것이므로 고려하지 않아도 된다. 이를 수신한 인터넷 프로토콜 네트워크의 연동 게이트웨이(320)는 메시지에서 목적지 주소를 추출(decapsulaton)하여 해당 목적지로 메시지를 송신한다(S378). 그 밖에 다른 동작은 도 3에서 설명한 바와 유사하다.

상기와 같이 현재 인터넷 또는 연동을 위해 디자인된 특정 코어 네트워크를 이용해서 미래 네트워크을 통합할 수 없는 경우, 예를 들면 특정 미래 네트워크가 연동을 위한 코어 네트워크에 연결이 없는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 센서 네트워크 또는 모바일 애드 혹(ad-hoc) 네트워크는 일반적으로 제한적인 연결을 가진다. 이러한 형식의 미래 네트워크들 간의 연동을 위하여 직접 연동 방식이 필요하다. 본 발명의 또다른 실시 예에 따르면, 이웃 미래 네트워크 간에 직접적으로 연결되어 통합할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 이종 미래 네트워크들 간에 직접 연동 되는 경우, 연동 게이트웨이 내의 스택 구조 및 데이터 흐름을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 이종 네트워크는 연동 게이트웨이를 통해 직접 연동 될 수 있다. 어느 하나의 미래 네트워크(예를 들면, 센서 네트워크) 내의 송신 노드(530)는 다른 미래 네트워크(예를 들면, ad-hoc 네트워크) 내의 목적지 노드(550)와 연동 게이트웨이(540)를 통하여 연결된다. 이종의 네트워크 간의 연동을 위하여 연동 게이트웨이(540)는 두 개의 다른 프로토콜 스택을 제공해야한다. 그리고 이 두 개의 네트워크들은 물리 계층부터 전송 또는 응용 계층까지 다른 프로토콜 계층을 가질 수 있기 때문에 응용 계층(트랜스포트 계층 이후)의 두 네트워크의 통합이 필요하다. 이러한 형태의 한 예로써는, 다른 프로토콜 스택을 가지고 있는 이종 네트워크들간의 통합 구조인 delay/disruption tolerant 네트워크 내의 하나의 노드를 들 수 있다.

도 6은 코어 네트워크를 이용한 네트워크 연동 구조에서의 연동 게이트웨이의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 6을 참조하면, 연동 게이트웨이(600)는 프록시 기능부(proxy function)(610) 및 연동 데이터 유닛(Inter-working Data Unit, IDU) 중계부(620)를 포함할 수 있다. 프록시 기능부(610) 및 연동 데이터 유닛 중계부(620)는 이름/주소 레졸루션 처리부(630)와 연결되어 필요한 정보를 주고 받을 수 있다.

프록시 기능부(610)는, 미래 네트워크를 위한 통신 프로토콜 스택(612) 및 연동 데이터 유닛 컨버터(614)를 포함할 수 있다. 프록시 기능부는 외부 미래 네트워크에 대해 목적지 노드처럼 행동하면서, 메시지를 가로채는 역할을 한다. 또한, 코어 네트워크로부터 수신한 메시지를 연동 게이트웨이에 연결된 특정 미래 네트워크로 전달하는 역할을 한다. 이러한 일들을 위하여, 통신 프로토콜 스택(612)은 연결된 미래 네트워크의 프로토콜 스택을 유지한다. 이러한 프로토콜 스택을 이용하여 수신된 패킷에서 네트워크 간 연동할 연동 데이터, 예를 들면 응용 계층에서 사용하는 응용 데이터를 획득할 수 있다.

연동 데이터 유닛 컨버터(614)는 연동 데이터를 이용하여 연동 데이터 유닛을 생성한다. 연동 데이터 유닛은 연동 계층을 위한 데이터 타입으로, 연동 데이터를 각 연동 게이트웨이의 각 프록시 기능부 사이에서 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 연동 데이터 그 자체를 포함한다. 메타 데이터는 송신 게이트웨이 식별자, 수신 게이트웨이 식별자, 송신자 식별자, 수신자 식별자 및 그 외 전송에 필요한 정보를 포함할 수 있다. 연동 데이터 유닛을 이용함으로써 차별화된 서비스를 제공하고, 연동을 위한 코어 네트워크의 특성에 따라 서로 다른 레이어를 통해 코어 네트워크에서의 성능 향상을 꾀할 수 있다. 따라서, 이를 이용해서 연동 게이트웨이간 통신을 최적화 할 수 있다. .

프록시 기능부(610)는 생성된 연동 데이터 유닛을 연동 데이터 유닛 중계부(622)로 전달한다. 연동 데이터 유닛 중계부(620)는 코어 네트워크와의 통신을 위한 것이다. 연동 데이터 유닛 중계부(620)는 라우팅 매니저(622), 서비스 차별화부(624) 및/또는 통신 프로토콜 스택(626)을 포함할 수 있다.

라우팅 매니저(622)는 수신된 연동 데이터 유닛을 목적지 호스트와 연결되었거나 가장 가까운 연동 게이트웨이로 전달하는 역할을 한다. 이를 위하여 이름/주소 레졸루션 처리부(630)에서 연동 게이트웨이로의 전송을 위해 필요한 정보를 얻어서, 메시지의 목적지를 목적지 미래 네트워크의 연동 게이트웨이 주소로 설정하고, 코어 연동 네트워크로 메시지를 전송한다.

서비스 차별화부(624)는 메시지 스케쥴러 및/또는 전송 최적화부(transfer oprimizer) 등을 포함할 수 있다. 서비스 차별화부(624)는 미래 네트워크들의 다른 특징을 만족시키고, 응용단에서의 서로 다른 요구들을 만족시키기 위해서 구별되는 서비스를 제공한다. 예를 들어, 전달되는 패킷의 특성에 따라 발생하는 서로 다른 요구사항을 만족시켜주게 되는데, 스트리밍 서비스나 VoIP와 같이 실시간(real-time) 전송이 필요한 경우 실시간성을 우선적으로 하여 전송 동작을 수행하고, 단순한 파일의 경우에는 실시간성에 대한 고려보다는 가능한 빠르게 전송하기 위하여 best-effort 모드로 전송하게 된다. 전송 최적화 부에서는 코어 네트워크에서의 전송 최적화를 위한 역할을 수행한다. 예를 들면 Multiprotocol Label Switching(MPLS) 및 Openflow와 같은 외부 기술들을 효율적으로 이용할 수 있도록 한다.

연동 데이터 유닛 중계부(620)의 통신 프로토콜 스택(626)은 연결된 코어 네트워크를 위한 것이다. 연동 데이터 유닛은 통신 프로토콜 스택을 통과하면서 코어 네트워크에 적합한 형태의 메시지로 변환된다. 즉, 이러한 프로토콜 레이어링 과정을 거쳐 연동 데이터 유닛을 포함하는 코어 네트워크의 패킷을 생성하게 된다.

한편, 통신에 필요한 정보는 이름/주소 레졸루션 처리부(630)를 통해 얻는다. 이름/주소 레졸루션 처리부(630)는 외부의 네이밍 시스템 또는 레졸루션 시스템과 연결되어 목적지 주소 등에 관련된 정보를 제공한다.

도 7은 두 개의 네트워크 간에 직접 연동되는 경우의 연동 게이트웨이의 구조를 도시한 블록도이다. 미래 네트워크들 간의 직접 연동의 경우, 연동 게이트웨이는 각각 다른 미래 네트워크와 연결된 두개의 프록시 기능부(710, 720)로 구성된다. 각 프록시 기능부(710, 720)는 통신 프로토콜 스택(712, 722) 및/또는 연동 데이터 유닛 패킷 컨버터(714, 724)를 포함할 수 있다. 만약 제 1 네트워크의 송신자 측에서 전송된 메시지가 연동 게이트웨이로 라우팅 되면, 제 1 네트워크와 연결된 제 1 프록시 기능부(710)는 해당 메시지를 가로채고, 제 1 네트워크에 대한 통신 프로토콜 스택(712)를 이용하여 해당 메시지에서의 네트워크간 연동할 연동 데이터, 예를 들면 응용 데이터를 추출한다. 연동 데이터 유닛 컨버터(714)는 이 응용 데이터를 이용하여 연동 데이터 유닛을 생성한다. 여기에서의 연동 데이터 유닛은 각 프록시 기능부 사이에서의 전송을 위한 메타 데이터 및 연동 데이터 그 자체를 포함할 수 있다.

생성된 연동 데이터 유닛은 연동 게이트웨이에 연결된 제 2 네트워크를 위한 제 2 프록시 기능부(720)로 전달된다. 제 2 프록시 기능부(720)는 연동 데이터 유닛을 수신하여 연동 데이터 유닛 컨버터(724)에서 응용 데이터를 추출하고, 통신 프로토콜 스택(722)을 이용하여 제 2 네트워크에 적합한 패킷들로 변환한다. 변환된 패킷은 연결된 제 2 네트워크로 전송된다.

제 1 미래 네트워크에서 송신자 측으로부터의 패킷이 연동 게이트웨이로 라우팅 되는 과정에서는 제 1 미래 네트워크 자체의 레졸루션 시스템이 이용된다. 연동 게이트웨이의 제 2 프록시 기능부(720)는 연동 데이터 유닛으로부터 메시지을 만들기 위해서 목적지의 주소를 알아야 하는데, 이 때 이름/주소 레졸루션 기능부(730)가 이용된다. 이름/주소 레졸루션 기능부(730) 외부의 레졸루션 시스템을 이용하여 목적지 네트워크의 연동 게이트웨이에 대한 정보를 획득한다. 제 2 미래 네트워크로 전송된 패킷은 목적지 노드로 라우팅 되어야 하는데, 이 과정에서는 제 2 미래 네트워크 자체의 레졸루션 시스템이 이용된다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 기술된 데이터 구조 및 방법들은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부에 의해 실행될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 본 명세서에 개시된 바는 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 특히 본 명세서에서는 현재 활발하게 연구되고 있는 콘텐츠 중심 네트워크 또는 현재 이용되는 인터넷 프로토콜 네트워크를 기준으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 연동 구조 및 연동 게이트웨이는 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크 간에서 동작할 수 있으며, 상기 예시로 든 네트워크에만 한정되는 것은 아니다.

Claims

제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛으로 변환하여 연동 데이터 유닛 중계부로 전달하는 프록시 기능부; 및
상기 연동 데이터 유닛을 이용하여 코어 네트워크를 위한 패킷을 생성하여 제 2 네트워크의 게이트웨이로 전송하는 연동 데이터 유닛 중계부를 포함하고,
상기 제 2 네트워크는 상기 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷이 전달될 노드가 포함되어 있는 네트워크이고,
상기 코어 네트워크는 상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크가 연결되어 있는 중심부 네트워크로써, 연동 서비스를 제공하는 네트워크이고, 상기 코어 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 상기 게이트웨이로 연결되고,
상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 응용 계층의 하위 계층 중 적어도 하나 이상의 계층의 프로토콜이 서로 다른 네트워크 인 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항에 있어서,
상기 연동 데이터 유닛은 응용 데이터를 게이트웨이 간 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 응용 데이터 그 자체를 포함하며,
상기 게이트웨이는 상기 코어 네트워크와 이종의 네트워크를 연결하는 장치이며,
상기 메타 데이터는 송신 게이트웨이 식별자, 수신 게이트웨이 식별자, 송신자 식별자, 수신자 식별자 및 그 외 전송에 필요한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항에 있어서,
외부 네임 시스템과 연결된 레졸루션 처리부를 더 포함하고,
상기 연동 데이터 유닛 중계부는 상기 레졸루션 처리부로부터
상기 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷이 전달될 노드에 대한 정보 및
상기 제 2 네트워크의 게이트웨이에 대한 위치 또는 식별 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프록시 기능부는 상기 제 1 네트워크의 프로토콜을 이용하여 상기 제 1 네트워크에서 수신된 패킷에서 응용 데이터를 추출하는 제 1 프로토콜 스택 및
상기 응용 데이터를 이용하여 연동 데이터 유닛을 생성하는 연동 데이터 유닛 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항에 있어서
상기 연동 데이터 유닛 중계부는,
상기 코어 네트워크의 프로토콜을 이용하여 상기 연동 데이터 유닛을 상기 코어 네트워크를 위한 패킷으로 변환하는 코어 프로토콜 스택 및
상기 코어 네트워크 패킷을 상기 제 2 네트워크의 게이트웨이로 전송하는 라우팅 매니저를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 5항에 있어서
상기 연동 데이터 유닛 중계부는 서로 다른 네트워크들 간의 특징에 따라 상기 패킷 전송 처리를 다르게 하는 서비스 차별화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1 네트워크 및 제 2 네트워크와 연결 된 패킷 전송장치에 있어서,
상기 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛으로 변환하여 제 2 프록시 기능부로 전달하는 제 1 프록시 기능부; 및
상기 연동 데이터 유닛을 상기 제 2 네트워크를 위한 패킷으로 변환하여 상기 제 2 네트워크에 전송하는 제 2 프록시 기능부를 포함하되,
상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 응용 계층의 하위 계층 중 적어도 하나 이상의 계층의 프로토콜이 서로 다른 네트워크 이고,
상기 연동 데이터는 응용 데이터를 상기 제 1 프록시 기능부 및 상기 제 2 프록시 기능부 사이에서 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 상기 응용 데이터 그 자체를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 7항에 있어서, 상기 제 1 프록시 기능부는
상기 제 1 네트워크의 프로토콜을 이용하여 상기 패킷에서 응용 계층 데이터를 추출하는 제 1 프로토콜 스택 및
상기 응용 계층 데이터를 이용하여 연동 데이터 유닛을 생성하는 제 1 연동 데이터 유닛 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 7항에 있어서, 상기 제 2 프록시 기능부는
상기 연동 데이터 유닛으로부터 상기 응용 계층 데이터를 추출하는 제 2 연동 데이터 유닛 컨버터 및
상기 응용 데이터를 이용하여 제 2 네트워크를 위한 패킷을 생성하는 제 2 프로토콜 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항에 있어서,
외부의 네임 시스템 등으로부터 상기 패킷의 목적지와 관련된 정보를 수신하여 제 1 프록시 기능부 또는 제 2 프록시 기능부에 제공하는 레졸루션 기능부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1항 또는 7항에 있어서,
상기 제 1 네트워크 또는 상기 제 2 네트워크 중 어느 하나는 인터넷 프로토콜을 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 장치.
제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛을 변환하는 단계;
상기 연동 데이터 유닛을 이용하여 코어 네트워크를 이용한 패킷을 생성하는 단계; 및
상기 코어 네트워크 패킷을 제 2 네트워크의 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 네트워크는 상기 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷의 목적지 노드가 포함되어 있는 네트워크이고,
상기 코어 네트워크는 상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크가 연결되어 있는 중심부 네트워크로써, 연동 서비스를 제공하는 네트워크이고, 상기 코어 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 상기 게이트웨이로 연결되고,
상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 응용 계층의 하위 계층 중 적어도 하나 이상의 계층의 프로토콜이 서로 다른 네트워크 인 것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 네트워크로부터 수신된 패킷이 전달될 노드에 대한 정보 및
상기 제 2 네트워크의 게이트웨이에 대한 위치 또는 식별 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법.
제 1 네트워크로부터 수신된 패킷을 연동 데이터 유닛으로 변환하는 단계;
상기 연동 데이터 유닛을 제 2 네트워크를 위한 패킷으로 변환하여 상기 제 2 네트워크로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 네트워크 및 상기 제 2 네트워크는 응용 계층의 하위 계층 중 적어도 하나 이상의 계층의 프로토콜이 서로 다른 네트워크 이고,
상기 연동 데이터는 응용 데이터를 상기 제 1 프록시 기능부 및 상기 제 2 프록시 기능부 사이에서 전송하기 위해 필요한 메타 데이터 및 상기 응용 데이터 그 자체인 것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법.