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KR100738195B1 - Ｄｈｃｐ를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템 및 그방법 - Google Patents

Ｄｈｃｐ를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템 및 그방법 Download PDF

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KR100738195B1
KR100738195B1 KR1020040075990A KR20040075990A KR100738195B1 KR 100738195 B1 KR100738195 B1 KR 100738195B1 KR 1020040075990 A KR1020040075990 A KR 1020040075990A KR 20040075990 A KR20040075990 A KR 20040075990A KR 100738195 B1 KR100738195 B1 KR 100738195B1
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Abstract

본 발명은 DHCP 서버를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템 및 그 방법을 개시한다.
본 발명의 세션 설정 경로 최적화 방법은 DHCP 서버로부터 네트워크 접속정보를 제공받는 제 1 단계; 기 설정된 제 1 프록시 주소를 상기 네트워크 접속정보에 포함된 제 2 프록시 주소로 설정값을 변경하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 프록시 주소를 통해, 할당받은 IP 주소를 전송하여 가입자 서버에 등록한 후 세션 경로를 설정하는 제 3 단계를 포함하며, IP 단말기의 위치 이동에 따라 IP 단말기의 프록시 주소를 이동된 지역에서 가장 근접한 지역 프록시의 주소로 자동 설정해줌으로써 수동 설정에 따른 사용자의 불편함을 해소하고 세션 설정 경로를 최적화하여 홉(HOP) 수 증가에 따른 SIP 메시지 전달 지연의 문제를 해결하며 불필요한 트래픽의 발생을 줄일 수 있다.

Description

ＤＨＣＰ를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템 및 그 방법{System and method for route optimization in SIP using DHCP}
도 1은 일반적인 VoIP 망 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 세션 설정 경로 최적화 방법이 적용되는 VoIP 망의 구성을 나타내는 구성도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정 과정을 설명하기 위한 타이밍도.
도 4는 본 발명에 따른 IP 단말기와 DHCP 서버간의 메시지 형식을 나타내는 도면.
본 발명은 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 이용한 세션 설정 경로 최적화 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 IP 단말기가 다른 지역으로 이동한 후 네트워크에 접속시 프록시 주소를 해당 지역에서 가장 근접한 지역 프록시의 주소로 자동 설정해주는 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
세션개시프로토콜(SIP:Session Initiation Protocol)은 인터넷상에서 통신하고자 하는 지능형 단말기들이 서로를 식별하여 그 위치를 찾고, 그들 상호간에 멀티미디어 통신 세션을 생성하거나 삭제, 변경하기 위한 절차를 명시한 응용 계층의 시그널링(signaling) 프로토콜이다.
SIP는 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)에서와 같이 클라이언트(client)가 서버(server)에게 서비스 요청메시지를 전송하면, 서버가 그에 대한 처리를 완료한 후 응답 메시지를 클라이언트에게 보내는 트랜잭션(transaction) 처리 방식으로 동작하며, 일반적으로 SIP를 이용한 VoIP망에서 하나 이상의 프록시(Proxy)가 개입되어 IP 단말기들간 호 설정 메시지들을 중계하게 된다. 즉 발신 가입자 단말기는 착신 가입자의 SIP-URI만을 이용하여 발신 프록시에서 착신 프록시로 신호 경로를 설정하고, 착신 프록시는 착신 가입자의 SIP-URI로 자신의 도메인에 속한 가입자임을 판단한 후, 레지스터에 착신 가입자 단말기의 IP주소를 조회하여 해당 IP 주소로 신호 경로를 설정한다.
위와 같이 IP 단말기들간 프록시를 이용하여 신호 경로를 설정할 경우, 발신 또는 착신 가입자의 IP 단말기는 자신이 속한 도메인을 대표하는 발신 또는 착신 프록시의 IP 주소를 사전에 알고 있어야 하는데, 종래의 방식에 따르면 이는 가입자의 수동 설정에 의존하고 있어 단말기가 이동시 프록시의 IP 주소를 적절하게 설정해주지 않으면 신호의 루트를 최적화시키지 못해 불필요한 트래픽을 발생시키게 된다.
도 1은 일반적인 VoIP 망 구성을 나타내는 구성도이다.
IP 단말기(가입자A)(11)가 최초로 네트워크에 접속하게 되면 DHCP 서버(31)로부터 IP 주소, 게이트웨이, 서브넷마스크, DNS 등의 네트워크 설정 정보를 할당받게 된다. 이때, 게이트웨이의 주소는 지역 프록시(21)의 주소를 나타낸다. IP 단말기(11)는 자신의 프록시 주소를 DHCP 서버(31)로부터 제공받은 게이트웨이(21)의 주소와 동일하게 설정한 후, 지역 프록시(21)에게 REGISTER 메지시를 전송한다.
지역 프록시(21)는 IP 단말기(11)로부터 수신된 메시지를 제어 프록시(41)로 전송하고, 제어 프록시(41)는 이를 가입자 관리서버(50)로 전송함으로써 IP 단말기(11)에 대한 등록이 완료된다. 이후, IP 단말기들(11)은 지역 프록시(21, 22)를 통해 제어 프록시(31, 32)가 제공하는 서비스를 이용하여, 양단말기간 또는 여러 단말기들간 세션 설정 및 해제를 할 수 있으며, 설정된 세션을 통해 음성 및 데이터를 비롯한 다양한 정보를 주고 받을 수 있다.
그런데, 이와 같은 종래의 방식에 따르면, 지역별 프록시가 존재한다고 가정할 경우, 지역 프록시(21)를 통해 IP 단말기(11)를 등록한 가입자A가 다른 지역으로 이동한 후 가입자B의 IP 단말기(12)와 세션을 설정할 때, IP 단말기(11)에 설정된 프록시 주소를 지역 프록시(21)에서 지역 프록시(22)로 변경해주지 않는 한 IP 단말기(11)는 계속해서 지역 프록시(21)를 통해 IP 단말기(12)와 세션을 설정하게 된다.
이처럼, 단말기가 이동시 단말기에 등록된 프록시 주소를 해당 지역의 프록시 주소로 변경하지 않으면 최초 등록된 프록시를 통해서만 신호가 형성됨으로써, 자신이 실제 위치한 곳과 최초 등록한 프록시가 네트워크 상에서 상호 멀리 떨어져 있는 경우 신호 루트가 우회하게 되어 불필요한 트래픽을 유발시키게 된다. 또한 현실적으로 가입자가 자신의 접속 위치에 따라 가장 가까운 프록시 주소를 찾아 이를 적절히 설정하기란 불가능하다.
따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 IP 단말기의 프록시 설정 방법을 개선하여 가입자가 별도로 개입하지 않고서도 단말기의 이동에 따라 IP 단말기의 프록시 주소가 현재의 위치에서 가장 가까운 프록시 주소로 자동 설정되도록 함으로써 네트워크 상의 세션 설정 경로를 최적화하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템은 네트워크 접속시 마다 현재 자신이 위치한 지역 네트워크 상에 존재하는 DHCP 서버를 검색하고, 검색된 상기 DHCP 서버로부터 네트워크 접속정보 수신시 이전에 설정된 제 1 프록시 주소를 상기 네트워크 접속정보에 포함된 제 2 프록시 주소로 변경하여 설정하는 복수개의 IP 단말기들; 상기 각 IP 단말기들에게 현재 위치에서 가장 가까운 지역 프록시의 주소를 포함하는 상기 네트워크 접속정보를 제공해주는 복수개의 DHCP 서버들; 및 상기 IP 단말기들과 상기 DHCP 서버들간의 메시지를 상호 전달하는 복수개의 지역 프록시들을 구비한다.
본 발명의 세션 설정 경로 최적화 방법은 DHCP 서버로부터 네트워크 접속정보를 제공받는 제 1 단계; 기 설정된 제 1 프록시 주소를 상기 네트워크 접속정보에 포함된 제 2 프록시 주소로 설정값을 변경하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 프록시 주소를 통해, 할당받은 IP 주소를 전송하여 가입자 서버에 등록한 후 세션 경로를 설정하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 세션 설정 경로 최적화 방법이 적용되는 VoIP 망의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2의 VoIP 망은 IP 단말기(110, 120), 지역 프록시(210, 220), DHCP 서버(310, 320), 제어 프록시(410, 420), 가입자 관리서버(500)를 구비한다.
IP 단말기들(110, 120)은 서비스 가입자의 단말기로써 네트워크 접속시 마다 단말기가 위치한 지역의 DHCP 서버(310, 320)를 검색하고, 해당 DHCP 서버(310 또는 320)로부터 네트워크 접속정보를 수령받아 네트워크 접속 및 서비스 접속에 대한 환경 설정 절차를 수행한다. 이때, IP 단말기들(110, 120)은 네트워크 접속시 현재 자신이 속한 지역의 DHCP 서버로부터 새로운 네트워크 접속정보를 제공받으면 이전에 설정된 네트워크 접속정보를 새로 수신된 정보로 업데이트하여 재 설정한다.
DHCP 서버(310, 320)는 해당 지역에서 네트워크에 접속한 IP 단말기들(110, 120)에게 서비스 이용을 위한 IP 주소, 게이트웨이 주소, DNS 주소, 서브넷 마스크 등 네트워크 접속정보를 제공한다. 이때, 게이트웨이 주소는 현재 IP 단말기(110, 120)가 위치한 지역에서 가장 근접한 지역 프록시(210, 220)의 주소를 알려준다.
지역 프록시(210, 220)는 가입자의 접속망에 위치한 프록시로서 각각 IP 단말기들(110, 120)과 DHCP 서버들(310, 320) 간의 메시지를 상호 전달하고, 해당 지역에 있는 IP 단말기(110, 120)로부터 세션 연결을 위한 SIP 메시지를 수신하면 해당 지역 도메인의 제어 프록시(410, 420)로 전달한다. 이러한 지역 프록시(210, 220)는 별도의 세션 제어를 수행하지는 않는다.
제어 프록시(410, 420)는 가입자 관리서버(500)와 연동하여 가입자 등록 및 인증 기능을 수행하고, IP 단말기(110, 120)간 세션 연결 및 해제에 직접 관여한다.
가입자 관리서버(500)는 제어 프록시(410, 420)로부터 IP 단말기(110, 120)에 할당된 IP 주소 및 인증정보를 제공받아 해당 가입자를 인증한 후 인증된 가입자의 IP 단말기를 등록한다.
도 3은 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정 과정을 설명하기 위한 타이밍도이다. 이때, 도 3a는 제 1 지역에서 IP 단말기(110)가 최초 네트워크에 접속하는 경우의 주소 설정 및 등록 과정을 나타내며, 도 3b는 IP 단말기(110)가 제 2 지역으로 위치를 이동한 후 네트워크에 다시 접속하는 경우의 주소 설정 및 등록 과정을 나타낸다.
먼저, 최초 제 1 지역(local1)에서 네트워크 접속을 시도하는 IP 단말기(110)는 네트워크 접속정보를 할당받기 위해 해당 지역(local1) 네트워크(subnet)에 존재하는 DHCP 서버를 검색하기 위해 DHCPDISCOVER 메시지를 브로드캐스팅한다. 이러한, DHCPDISCOVER 메시지는 해당 지역(local1)의 지역 프록시(210)를 통해 DHCP 서버(310)로도 전송된다(S1, S2).
DHCPDISCOVER 메시지를 수신한 해당 지역의 DHCP 서버(310)는 IP 단말기(110)에게 IP 주소, 게이트웨이 주소, DNS 주소, 서브넷 마스크 등을 포함한 네트워크 접속 정보, DHCP 임대기간, SIP 모바일 에이전트 주소 등을 DHCPOFFER 메시지 내에 포함하여 응답한다.(S3, S4)
이때, IP 단말기(110)와 DHCP 서버(310) 간에 전달되는 메시지들은 도 4와 같은 'RFC 2131 Dynamic Host Configuration Protocol'에 따른 형식을 갖는다.
도 4에서 게이트웨이 주소 즉 지역 프록시(210) 주소는 DHCP 패킷 내 'Vendor Specific Information' 옵션 필드(코드 43)를 이용하여 제공받는다. 옵션 43 필드는 서비스 사업자가 서비스 특성에 따라 DHCP 서버와 클라이언트간 상호 규약을 정하여 개별적으로 사용할 수 있는 필드이다.
본 발명에 따른 옵션 43 필드 규약은 다음과 같다.
Figure 112004043186066-pat00001
상기 옵션 43 필드의 최소 길이는 0이며, 하나의 SIP 홈 에이전트를 포함할 경우에는 IPv4 기준 4옥텟이 된다. 옵션 43 필드가 여러개의 SIP 홈 에이전트를 포함할 경우 길이는 4의 배수가 된다.
일반적으로 모바일 IP 상에서 SIP 홈 에이전트는 가입자가 최초 접속하는 액세스 네트워크 상의 SIP 프록시를 말한다. 따라서 본 발명에서는 이러한 홈 에이전트의 기능을 지역 프록시에 구현함으로써, IP 단말기는 DHCP 옵션 43필드를 이용 하여, DHCP 서버로부터 지역 프록시주소를 받을 수 있다
이외, 도 4의 메시지 내 각종 필드 정보들은 'RFC 2131 Dynamic Host Configuration Protocol'에 보다 상세하게 설명되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
DHCP 서버(310)로부터 네트워크 접속정보를 할당받은 IP 단말기(110)는 DHCPOFFER 메시지에 포함된 네트워크 정보, DHCP 임대기간, SIP 모바일 에이전트 주소를 선택한 후 지역 프록시(210)를 통해 DHCP 서버(310)로 DHCPREQUEST 메시지를 전송하여 선택된 정보를 최종적으로 승인해 줄 것을 요청한다(S5, S6).
DHCP 서버(310)는 DHCPREQUEST 메시지에 대한 응답 DHCPACK 메시지를 IP 단말기(110)로 전송하여 요청된 네트워크 자원에 대한 승인이 완료되었음을 알린다(S7, S8).
다음에, IP 단말기(110)는 기본적인 네트워크 설정을 마친 후, 단말기에 등록될 게이트웨이 주소를 DHCP 서버(310)로부터 할당받은 지역 프록시(210)의 주소로 설정한다(S9).
DHCP 설정이 완료되면, IP 단말기(110)는 할당받은 IP 주소를 등록하기 위해 설정된 지역 프록시(210)로 등록 REGISTER 메시지를 전송한다(S10).
지역 프록시(210)는 수신된 REGISTER 메시지를 네트워크 상에서 가장 가까운 곳에 위치한 제어 프록시(410)로 전송(S11)하며, 제어 프록시(410)는 REGISTER 메시지 내의 IP 단말기(110)의 접속 주소 및 인증 정보를 이용해 가입자 관리서버(500)로 가입자 등록을 요청한다(S12).
가입자 관리서버(500)는 해당 요청에 대해 가입자 인증 절차를 수행한 후 허용 여부를 제어 프록시(410)로 알려주며(S13), 제어 프록시(410)는 가입자 관리서버(500)로부터의 응답 정보를 지역 프록시(210)를 통해 IP 단말기(110)로 전송해준다(S14, S15).
이러한 DHCP 설정 및 단말기 등록이 완료되면, IP 단말기(110)는 IP 단말기(120)과 호 연결을 원할 경우, IP 단말기(110) --> 지역 프록시(210) --> 제어 프록시(410) --> 제어 프록시(420) --> 지역 프록시(220) --> IP 단말기(120)의 절차로 호를 연결하게 된다.
이후, 도 2에 도시한 바와 같이 IP 단말기(110)가 지역 프록시(210)의 영역에서 지역 프록시(220)으로 이동하여 네트워크에 접속하게 되면, IP 단말기(110)는 도 3a에서와 같이 네트워크 접속정보를 할당받기 위해 해당 지역(local2) 네트워크(subnet)에 존재하는 DHCP 서버를 검색하기 위해 DHCPDISCOVER 메시지를 브로드캐스팅하여 DHCPDISCOVER 메시지를 DHCP 서버(320)로 전송한다(S16).
DHCPDISCOVER 메시지를 수신한 해당 지역(local2)의 DHCP 서버(320)는 IP 단말기(110)에게 IP 주소, 게이트웨이 주소, DNS 주소, 서브넷 마스크 등을 포함한 네트워크 접속 정보, DHCP 임대기간, SIP 모바일 에이전트 주소 등을 DHCPOFFER 메시지 내에 포함하여 응답한다.(S17)
이때, 게이트웨이 주소는 현재 IP 단말기(110)가 포함된 지역(local2)의 지역 프록시(220)의 주소가 된다.
DHCP 서버(320)로부터 네트워크 접속정보를 할당받은 IP 단말기(110)는 DHCPOFFER 메시지에 포함된 네트워크 정보, DHCP 임대기간, SIP 모바일 에이전트 주소를 선택한 후 DHCP 서버(320)로 DHCPREQUEST 메시지를 전송하여 선택된 정보를 최종적으로 승인해 줄 것을 요청한다(S18).
DHCP 서버(310)는 DHCPREQUEST 메시지에 대한 응답 DHCPACK 메시지를 IP 단말기(110)로 전송하여 요청된 네트워크 자원에 대한 승인이 완료되었음을 알린다(S19).
DHCPACK 메시지를 수신한 IP 단말기(110)는 기본적인 네트워크 설정을 마친 후 이전의 지역 프록시(210) 주소로 설정된 프록시 주소를 DHCP 서버(320)로부터 새로 할당받은 지역 프록시(220)의 주소로 자동으로 변경하여 설정한다.
이러한 자동 설정 기능은 가입자의 설정에 따라 선택적으로 활성화 또는 비활성화되어, 비활성화시에는 가입자가 수동으로 프록시 주소를 설정할 수 있다.
DHCP 설정이 완료되면, IP 단말기(110)는 DHCP 서버(320)로부터 새로 할당받은 IP 주소를 등록하기 위해 지역 프록시(220)로 등록 REGISTER 메시지를 전송한다(S21).
지역 프록시(220)는 수신된 REGISTER 메시지를 네트워크 상에서 가장 가까운 곳에 위치한 제어 프록시(420)로 전송(S22)하며, 제어 프록시(420)는 REGISTER 메시지 내의 IP 단말기(110)의 접속 주소 및 인증 정보를 이용해 가입자 관리서버(500)로 가입자 등록을 요청한다(S23).
가입자 관리서버(500)는 해당 요청에 대해 가입자 인증 절차를 수행한 후 허용 여부를 제어 프록시(420)로 알려주며(S24), 제어 프록시(420)는 가입자 관리서버(500)로부터의 응답 정보를 지역 프록시(220)를 통해 IP 단말기(110)로 전송해준다(S25, S26).
이처럼, 새로 이동된 지역에서의 DHCP 설정 및 단말기 등록이 완료되면, IP 단말기(110)는 IP 단말기(120)과 호 연결을 원할 경우, IP 단말기(110) --> 지역 프록시(220) --> 제어 프록시(420) --> 가입자 관리서버(500) --> 제어 프록시(420) --> 지역 프록시(220) --> IP 단말기(120)의 절차로 세션을 연결하게 된다.
도 2에서 점선 화살표는 종래 IP 단말기(110)가 지역 프록시(210)의 영역에서 지역 프록시(220)의 영역으로 이동한 후, 가입자가 프록시 주소를 지역 프록시(210)에서 지역 프록시(220)로 변경 설정하지 않을 경우의 세션 연결 흐름을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템은 IP 단말기가 다른 지역으로 이동한 후 네트워크에 접속시 프록시 주소를 해당 지역에서 가장 근접한 지역 프록시의 주소로 자동 설정해줌으로써 수동 설정에 따른 사용자의 불편함을 해소하고 세션 설정 경로를 최적화하여 홉(HOP) 수 증가에 따른 SIP 메시지 전달 지연의 문제를 해결하며 불필요한 트래픽의 발생을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 네트워크 접속시 마다 현재 자신이 위치한 지역 네트워크 상에 존재하는 DHCP 서버를 검색하고, 검색된 상기 DHCP 서버로부터 네트워크 접속정보 수신시 이전에 설정된 제 1 프록시 주소를 상기 네트워크 접속정보에 포함된 제 2 프록시 주소로 변경하여 설정하는 복수개의 IP 단말기들;
    상기 각 IP 단말기들에게 현재 위치에서 가장 가까운 지역 프록시의 주소를 포함하는 상기 네트워크 접속정보를 제공해주는 복수개의 DHCP 서버들; 및
    상기 IP 단말기들과 상기 DHCP 서버들간의 메시지를 상호 전달하는 복수개의 지역 프록시들을 구비하는 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지역 프록시들은
    가입자의 접속망에 위치하여 SIP 프록시 기능을 수행하는 SIP 게이트웨이인 것을 특징으로 하는 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 시스템.
  3. 네트워크에 접속시 접속된 네트워크의 DHCP 서버로부터 네트워크 접속정보를 제공받는 제 1 단계;
    기 설정된 제 1 프록시 주소를 상기 네트워크 접속정보에 포함된 제 2 프록시 주소로 설정값을 변경하는 제 2 단계; 및
    상기 제 2 프록시 주소를 통해, 할당받은 IP 주소를 전송하여 가입자 서버에 등록한 후 세션 경로를 설정하는 제 3 단계를 포함하는 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 프록시 주소는
    가입자 접속망에 위치하여 SIP 프록시 기능을 수행하는 SIP 게이트웨이의 주소인 것을 특징으로 하는 DHCP를 이용한 세션 설정 경로 최적화 방법.
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