KR101146139B1

KR101146139B1 - 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법 및 패킷 전송 네트워크 시스템, 게이트웨이 스위치

Info

Publication number: KR101146139B1
Application number: KR1020080131622A
Authority: KR
Inventors: 최창호; 나용욱; 주범순; 안병준
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2012-05-16
Also published as: KR20100073041A; US20100157963A1

Abstract

본 발명은 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법 및 패킷 전송 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 패킷 전송 네트워크 시스템은 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크에 구성되어 상기 패킷 전송 코어 네트워크를 연결하고, 임의의 액세스 스위치를 통해 임의의 단말과 패킷을 송/수신하는 다수의 게이트웨이 스위치를 구비하고, 상기 각 게이트웨이 스위치에서 임의의 단말이 이동하는 경우, 상기 임의의 단말의 이동에 따라 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 미리 설정된 터널을 할당하여 할당된 터널을 통해 상기 상대 단말과 패킷을 송/수신함으로써, 단말이 네트워크간 이동 시 발생하는 핸드오버 영향으로 인한 패킷 손실 및 지연을 최소화하고 핸드오버의 절차를 간소화할 수 있다.

패킷 전송 네트워크 시스템, 패킷 전송 코어 네트워크, 패킷 전송 액세스 네트워크, 게이트웨이 스위치, 이동 단말, 터널 매핑 및 관리 테이블.

Description

패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법 및 패킷 전송 네트워크 시스템, 게이트웨이 스위치{Method for providing mobility of mobile node in packet transport network, packet transport network system and Gateway switch}

본 발명은 패킷 전송 네트워트에서의 단말의 이동성 제공에 관한 것으로서, 특히 패킷 전송 네트워크에서 패킷 전송 코어 네트워크와 패킷 전송 액세스 네트워크를 연결하는 게이트웨이 스위치를 통해 터널을 설정하고 관리함으로써 단말의 이동성을 제공하는 방법 및 패킷 전송 네트워크, 게이트웨이 스위치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-009-1, 과제명: 패킷-광 통합 스위치 기술 개발].

단말의 인터넷 프로토콜(IP) 이동성을 제공하는 이동(Mobile) IP는 IP 기반의 네트워크에서 단말의 이동에 따라 물리적인 포트를 변경해가면서 기존의 서비스를 중단 없이 유지하도록 지원해 준다. 단말의 글로벌 IP 이동성을 지원하기 위한 기술로 초창기에 여러 방식들이 제안되었으나, 이중 IETF에서 표준화된 이동 IP 버전 4(Mobile IP version 4 이하, MIPv4라 칭함), 이동 IP 버전 6(Mobile IP version 6 이하, MIPv6라 칭함)이 대표적이다. 이러한 상기 MIPv6는 기존 MIPv4보다 전반적으로 향상된 기능을 제공하지만, IP 주소 변경에 따른 핸드오버의 지연 및 패킷 손실의 문제로 인하여 이러한 단점을 보완하는 방안들이 꾸준히 제안되었다.

종래의 단말의 이동성을 제공하기 위한 다른 방안으로는 링크계층(L2)에서 핸드오버 절차를 수행하는 것으로서, 이를 위한 많은 기술들이 제안되어 왔다. 그러나 링크계층에서의 핸드오버는 일부 지역에서만 단말의 이동성이 제공되어 확장성에 문제점이 있다. 즉, 종래의 패킷 전송 네트워크에서의 액세스 라우터의 경우 상기 액세스 라우터에 연결된 액세스 스위치 사이의 이동성은 가능하나 액세스 라우터 사이의 이동에 의한 단말의 이동성 제공에는 많은 문제점이 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 패킷 전송을 위한 2계층 스위치를 사용하여 패킷 전송 네트워크를 구성하고 패킷 전송 코어 및 매트로 네트워크와 다수의 로컬영역 패킷 전송 액세스 네트워크를 연결하는 게이트웨이 스위치 및 이를 구비하는 패킷 전송 네트워크 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 패킷 전송 네트워크 시스템에서 각 게이트웨이 스위치 사이의 논리적인 터널을 설정하고 관리함으로써, 단말의 이동 시 핸드오버의 영향을 최소화하고 핸드오버의 절차를 간소화하여 단말의 이동성을 효율적으로 제공하기 위한 방법을 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 코어 네트워크와 연결하기 위한 게이트웨이 스위치를 갖는 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크로 이루어진 패킷 전송 네트워크에서, 임의의 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치가 이동 단말의 이동성을 제공하기 위한 방법으로서, 상대 단말이 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치와 설정된 제1 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계; 상기 상대 단말로부터 상기 제1 터널을 통해 수신된 패킷을 상기 이동 단말로 전송하는 단계; 상기 이동 단말이 이동함에 따라 다른 게이트웨이 스위치 사이의 논리적인 터널 매핑 및 관리 테 이블을 설정 및 관리하는 단계; 상기 이동 단말이 이동한 상기 인접한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치와 상기 상대 단말이 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치간에 제2 터널을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 제2 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 시스템은, 패킷 전송 코어 네트워크에 연결된 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크에 구성되어 임의의 단말과 연결되어 패킷을 송/수신하는 다수의 액세스 스위치; 및 상기 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크에 구성되어 상기 패킷 전송 코어 네트워크를 연결하고, 임의의 액세스 스위치를 통해 임의의 단말과 패킷을 송/수신하는 다수의 게이트웨이 스위치를 포함하며, 상기 각 게이트웨이 스위치는 터널 매핑 및 관리 테이블을 포함하며, 임의의 단말이 이동한 경우, 상기 임의의 단말의 이동에 따라 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 상대 단말과 패킷을 송/수신하기 위한 터널을 할당함을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치인 게이트웨이 스위치는, 패킷을 송/수신하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부; 임의의 단말로부터 상대 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 터널 아이디를 이용하여 캡슐화하고, 상기 임의의 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 역캡슐화하여 터널헤더를 제거하는 패킷 처리부; 및 터널 매핑 및 관리 테이블을 포함하고, 상기 임의의 단말이 이동하는 경우 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터 널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 패킷을 송/수신하기 위한 터널을 할당하는 터널 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 패킷 전송 네트워크에서 패킷 전송 코어 및 매트로 네트워크와 상기 다수의 로컬 영역 패킷 전송 액세스 네트워크를 상호 연결하는 게이트웨이 스위치를 통해 터널을 설정하고 관리함으로써 단말이 네트워크간 이동 시 발생하는 핸드오버 영향으로 인한 패킷 손실 및 지연을 최소화하고 핸드오버의 절차를 간소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에서는 패킷 전송 네트워크를 기반으로 한 시스템(이하, 패킷 전송 네트워크 시스템이라 칭함)에서 핸드오버 절차 및 데이터 전송 절차를 통해 단말의 이동성을 제공하기 위한 방법을 설명하기로 한다. 우선, 패킷 전송 네트워크 시스템의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성을 제공하는 패킷 전송 네트워크 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 패킷 전송 네트워크는 패킷 전송 코어 네트워크(PTCN: Packet Transport Core Network)(100)와 패킷 전송 코어 네트워크(100)에 연결된 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크(PTAN: Packet Transport Access Network) (110 내지 140)로 구성된다.

패킷 전송 코어 네트워크(100)는 패킷 전송 네트워크에서 터널링된 패킷들을 목적지로 안전하고 신뢰성 있게 전달해주는 기능을 수행하며, 논리적으로 메쉬(Mesh) 구조를 갖는다.

패킷 전송 코어 네트워크(100)와 연결된 각 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)는 각각 다수의 액세스 스위치들을 포함하며, 일반적으로 스타(Star) 또는 계단식(Hierarchy) 구조를 갖는다. 또한, 패킷 전송 코어 네트워크(100)와 각 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)는 각각의 게이트웨이 스위치(101 내지 104)를 통해 연결된다.

이와 같은 패킷 전송 네트워크에서 단말의 이동성을 제공하기 위한 패킷 전송 네트워크 시스템은 다수의 단말(10, 20), 무선 액세스 포인트(114, 123), 각 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)에 구성된 다수의 액세스 스위치(111 내지 113, 121, 122, 131 내지 132, 141, 142), 패킷 전송 코어 네트워크(100)에 구성된 게이트웨이 스위치(101 내지 104)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 단말 중 하나인 이동 단말(Mobile Node, MN)(110)은 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(PTAN 1)(110)의 무선 액세스 포 인트(114)에 연결되어 상대 단말(Corresponding Node, CN)(20)과 통신하고, 이동하는 경우 인접 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)로 이동하여 무선 액세스 포인트(123)에 연결되어 상대 단말(120)과 통신을 수행한다. 여기서 상기 상대 단말(20)은 제3 패킷 전송 액세스 네트워크(130)에 연결된다.

게이트웨이 스위치(101 내지 104)는 상대방 게이트웨이 스위치와의 터널을 생성하고 관리하는 기능을 수행한다. 게이트웨이 스위치(101 내지 104) 사이의 터널은 초기 관리자에 의해 미리 설정(provisioning)될 수 있으며, 미리 설정된 터널과 전송되는 패킷의 상호 매핑 관계는 후술되는 방법 설명에서 구체적으로 설명하기로 한다.

또한, 상기 게이트웨이 스위치(101 내지 104)는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 터널 관리부(210), 패킷 처리부(220) 및 인터페이스부(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

터널 관리부(210)은 터널 매핑 및 관리 테이블을 포함하고, 이동 단말(10)이 이동하는 경우 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 패킷을 송/수신하기 위한 터널을 할당한다. 또한, 터널 관리부(210)는 새로운 매체접근제어(MAC) 주소를 상대 단말(20)과 통신을 위해 상기 터널 매핑 및 관리 테이블에서 미리 설정된 터널에 추가하고, 가상 랜 아이디(VID)를 추가 등록하며, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블의 기존의 터널에서 상기 MAC 주소를 삭제한다.

패킷 처리부(220)는 이동 단말(10)로부터 상대 단말(20)로 전송할 패킷을 수 신하면 수신된 패킷을 터널 아이디를 이용하여 캡슐화하고, 상기 이동 단말(10)로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 역캡슐화하여 터널헤더를 제거한다. 구체적으로, 패킷 처리부(220)는 자신이 관리하고 있는 터널 매핑 및 관리 테이블에 포함된 매체접근제어(MAC) 주소와 가상 랜 아이디(VID)를 이용하여 상기 터널 아이디를 선택하고, 선택된 터널 아이디를 이용하여 수신된 패킷을 캡슐화한다.

인터페이스부(230)는 패킷의 송/수신을 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 인터페이스부(230)는 이동 단말(10, 20)에 접속되는 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)에 구성된 다수의 액세스 스위치들과의 인터페이스를 제공하여 패킷 전송 코어 네트워크(200)와 각 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)를 연결시키는 역할을 하며, 미리 설정된 터널을 통해 패킷을 송/수신한다.

그러면 본 발명에 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동 시 핸드오버 절차 및 데이터 전송 과정에 대한 절차에 대해 설명하기로 한다.

제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)의 무선 액세스 포인트(114)에 연결되어 상대 단말(20)과 통신 중인 이동 단말(10)은 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)에 연결된 제1 게이트웨이 스위치(101)로 패킷을 전달한다. 이에 따라 패킷을 수신한 제1 게이트웨이 스위치(101)는 수신된 패킷의 송신지 및 목적지 매체접근제어(Media Access Control 이하, MAC이라 칭함) 주소와 가상 랜 아이디(VLAN ID 이하, VID라 칭함)를 참조하여 미리 설정된 제1 터널(Tunnel #1)을 할당한다.

이후, 제1 게이트웨이 스위치(101)는 상기 패킷을 캡슐화한 후 상대 단 말(20)에 접속된 제3 게이트웨이 스위치(103)로 송신한다. 이에 따라 상기 패킷을 수신한 제3 게이트웨이 스위치(103)는 터널링 헤더를 제거한 후 상기 목적지 MAC 주소 및 VID를 통해 최종 목적지인 상기 상대 단말(20)로 패킷을 전달한다. 이때, 상기 이동 단말(10)이 상기 상대 단말(20)과 통신 중 인접한 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)로 이동할 경우 상기 이전 무선 액세스 포인트(114)와 새로운 무선 액세스 포인트(123)사이의 핸드오버가 발생한다.

또한, 상기 이동 단말(10)과 상기 상대 단말(20)은 기존의 제1 터널(tunnel #1)을 통해 송/수신하던 패킷을 새로운 제2 터널(tunnel #2)로 변경한 후 서비스의 중단 없이 송/수신한다. 이러한 이동 단말(10)의 이동 시 발생하는 핸드오버 절차 및 터널의 갱신 과정을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크에서 핸드오버 발생시 핸드오버 절차 및 데이터 전송 절차를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 301단계에서 이동 단말(10)은 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)의 제1 게이트웨이 스위치(Packet Transport Access Network Gateway Switch 1, PTAN1_GW)(101)로 패킷(데이터)을 전송한다. 302단계에서 제1 게이트웨이 스위치(201)는 수신된 패킷을 터널링 헤더를 사용하여 캡슐화하고, 상대 단말(20) 측의 제3 패킷 전송 액세스 네트워크의 제3 게이트웨이 스위치(Packet Transport Access Network Gateway Switch 3, PTAN3_GW)(103)사이의 제1 터널(tunnel #1)을 통해 패킷을 전송한다. 이에 따라 303단계에서 제3 게이트웨이 스위치(103)는 상기 제1 게이트웨이 스위치(101)로부터 캡슐화된 패킷을 수신하여 패 킷을 역캡슐화하고, 역캡슐화된 패킷에서 터널링 헤더를 제거 한 후 일반적인 L2 포워딩 방식에 의해 목적지인 상대 단말(20)로 터널링 헤더를 제거한 패킷을 전송한다. 이에 따라 이동 단말(10)과 상대 단말(20)은 제1 게이트웨이 스위치(101)와 제3 게이트웨이 스위치(102)간의 제1 터널(tunnel #1)을 통해 패킷을 송/수신한다.

304단계와 같이, 이동 단말(10)이 상기 상대 단말(20)과 통신 중 인접한 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)로 이동 할 경우, 305단계에서 이동 단말(10)은 L2 트리거링을 통해 자신의 이동을 제2 상기 패킷 전송 액세스 네트워크(120)의 제2 게이트웨이 스위치(102)에 통지하고 위치를 등록한다.

그러면 306단계에서 이동 단말(10)의 위치 등록을 통보 받은 제2 게이트웨이 스위치(102)는 이동 단말(10)이 이전의 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)에서 새로운 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)로 이동 되었음을 주변의 다른 게이트웨이 스위치들(101, 103, 104)에게 통지한다. 이에 따라 307단계 내지 310단계에서 이동 단말(10)의 이동을 통보 받은 주변 게이트웨이 스위치들(101 내지 104)은 각각 이동 단말(10)의 이동에 따른 터널 관리 테이블을 갱신한다. 여기서 터널 관리 테이블의 갱신에 대한 설명은 첨부된 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

이후, 311단계에서 제2 게이트웨이 스위치(101)는 필요할 경우 이동 단말(10)의 이동에 따른 VID 관리 테이블의 변경사항을 이동 단말(10)로 통지한다. 이에 따라 313단계에서 이동 단말(10)은 VID 관리 테이블을 갱신한다. 이와 동시에 312단계에서 제3 게이트웨이 스위치(103)도 필요할 경우 이동 단말(10)의 이동에 따른 VID 관리 테이블의 변경사항을 상대 단말(20)로 통지한다. 이에 따라 314단계 에서 상대 단말(20)은 VID 관리 테이블을 갱신하게 된다.

상기 307단계 내지 310단계에서 상기 터널 관리 테이블이 갱신된 후, 315단계 내지 317단계에서 이동 단말(10)은 패킷을 제2 게이트웨이 스위치(PTAN2_GW)(102)로 전달하고, 제2 게이트웨이 스위치(102)는 제3 게이트웨이 스위치(103) 간에 제2 터널(tunnel #2)을 설정하여 이 터널을 통해 제3 게이트웨이 스위치(103)를 통해 상대 단말(20)로 패킷을 전송한다. 마찬가지로, 313단계 내지 315단계에서 상대 단말(20)의 패킷은 제3 게이트웨이 스위치(103)까지 전달된 후 이전의 제1 터널(tunnel #1)대신 새로운 제2 터널(Tunnel #2)을 통하여 제2 게이트웨이 스위치(102)까지 전송되고, 여기서 터널링 헤더가 제거 된 후 이동 단말(10)로 전달된다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치에서 단말의 이동성을 위한 터널 매핑 및 관리 테이블을 도시한 도면이다.

상기 도 4a 내지 4d에 도시된 바와 같이, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블(410 내지 480)은 송신지 및 목적지 MAC주소 그리고 VID와 논리적인 터널을 매핑시켜주는 터널 관리 테이블로서, 터널 아이디(tunnel ID), MAC 주소(MAC Address), VID에 대한 정보를 포함한다. 이러한 터널 매핑 및 관리 테이블은 각 게이트웨이 스위치(101 내지 104)에서 관리된다.

각각의 게이트웨이 스위치(101 내지 104) 사이의 터널은 관리자에 의해 초기 에 미리 설정(provisioning)될 수 있으며, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블(410 내지 480)을 통해 상기 MAC 주소 및 VID에 따른 터널 인터페이스를 제공해 준다.

따라서 상기 MAC 주소 및 VID를 가진 단말들은 패킷을 송신할 경우, 자신이 속해 있는 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치로 패킷을 전달하고, 패킷을 수신한 게이트웨이 스위치는 터널 매핑 및 관리 테이블(410 내지 480)에 따라 MAC 주소와 VID를 참조하여 터널 아이디를 선택한 후, 상기 패킷을 캡슐화하여 상대방 패킷 전송 액세스 네트워크 게이트웨이 스위치로 전송한다. 여기서 상기 각각의 터널 아이디와 매핑되는 MAC 주소 및 VID는 IEEE802.1Q (Virtual LAN) 표준을 따르며, 상기 터널의 수가 VID 필드의 최대값(4,096)을 초과할 경우 IEEE802.1ad(Q-in-Q)표준에 따라 사용자 VID(Customer VID, C-VID와 서비스 VID(Service VID, S-VID)의 조합으로 확장될 수 있다.

그러면 상기 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 이동 단말(10)이 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)에서 인접한 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(20)로 이동했을 경우, 각 게이트웨이 스위치(101 내지 104)의 터널 매핑 및 관리 테이블이 갱신되는 과정을 설명하기로 한다.

상기 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 패킷 전송 액세스 네트워크(110 내지 140)별로 등록된 MAC 주소를 각각 제1 패킷 전송 액세스 네트워크(110)는 a1, a2, a3 …, 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)는 b1, b2, b3 …, 제3 패킷 전송 네트워크(130)는 c1, c2, c3 …, 제4 패킷 전송 액세스 네트워크(140)는 d1, d2, d3 … 라 가정한다. 각각의 MAC주소별 그룹핑된 VID가 테이블 내에 존재하고, 게이 트웨이 스위치(101 내지 104) 사이의 터널 아이디가 상기 도 1에 도시된 바와 같이 설정되었을 경우, 각 게이트웨이 스위치(101 내지 104)에서 미리 설정된 터널 매핑 및 관리 테이블은 각각 도 4a 내지 도 4d에 도시된 410, 430, 450, 460과 같다.

따라서 상기 이동 단말(10)이 상기 상대 단말(20)과 통신하는 경우, 상대 단말(20)은 상기 제3 패킷 전송 액세스 네트워크(130)에 등록되어 있으므로 c1, c2, c3, …의 MAC주소 중 하나이다.

이동 단말(10)과 상대 단말(20)은 상기 MAC주소 및 VID를 참조하여 상기 터널 매핑 및 관리 테이블(410)에 의해 제1 터널을 할당 받아 이를 통해 패킷을 송/수신한다. 이후, 이동 단말(10)이 제2 패킷 전송 액세스 네트워크(120)로 이동하면, 상기 도 3의 304단계 내지 306단계와 같이, 제2 게이트웨이 스위치(102)는 이동 단말(10)의 등록요청에 따라 이동 단말(10)의 MAC 주소 및 VID를 추가 등록하고, 이를 주변 게이트웨이 스위치들(101, 103, 104)에게 통지한다. 이때, 이동 단말(10)이 이동 하기 전 제2 게이트웨이 스위치(102)의 터널 매핑 및 관리 테이블(430)은 새로운 MAC주소 a1을 제2 터널(tunnel #2) 및 제12 터널(tunnel #12)에 추가(441, 443)하고, 기존의 제10 터널(tunnel #10)에서 a1을 삭제(442)함으로써 이동 후의 터널 매핑 및 관리 테이블(440)로 갱신된다.

마찬가지로, 상기 도 3의 307단계에서와 같이, 이동 단말(10)의 이동을 통지 받은 주변 제1 게이트웨이 스위치(101)는 더 이상 예전의 MAC 주소 a1이 자신의 망에 존재하지 않기 때문에 각각의 터널 아이디에서 a1을 삭제(421, 422, 423)함으로써 이동 전 터널 매핑 및 관리 테이블(410)을 이동 후의 터널 매핑 및 관리 테이 블(420)로 갱신한다.

동일한 방식으로, 상기 도 3의 309단계에서와 같이, 이동 단말(10)의 이동을 통지 받은 주변 제3 게이트웨이 스위치(103)은 MAC 주소 a1을 제1 터널(tunnel #1)에서 삭제(461)하고 새로운 제2 터널(tunnel #2)에 추가(462)함으로서 이동 전 터널 매핑 및 관리 테이블(450)을 이동 후의 터널 매핑 및 관리 테이블(460)로 갱신한다.

마지막으로, 상기 도 3의 310단계에서와 같이, 이동 단말(10)의 이동을 통지 받은 주변 제4 게이트웨이 스위치(204)는 MAC 주소 a1을 제11 터널(tunnel #11)에서 삭제(481)하고 새로운 제12 터널(tunnel #12)에 추가(482)함으로써 이동 전 터널 매핑 및 관리 테이블(470)을 이동 후의 터널 매핑 및 관리 테이블(480)로 갱신한다.

상기와 같이 갱신 과정이 완료되면, 상기 이동 단말(10)과 상기 상대 노드(20)은 갱신된 터널 매핑 및 관리 테이블(440, 460)에 따라 더 이상 예전의 제1 터널(tunnel #1)을 통해 패킷을 터널링하지 않고 새로운 제2 터널(tunnel #2)을 통해 패킷을 터널링하게 된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성을 제공하는 패킷 전송 네트워크 시스템의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크 시스템의 게이트웨이 스위치의 구체적인 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 네트워크에서 핸드오버 발생시 핸드오버 절차 및 데이터 전송 절차를 도시한 도면,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치에서 단말의 이동성을 위한 터널 매핑 및 관리 테이블을 도시한 도면.

Claims

코어 네트워크와 연결하기 위한 게이트웨이 스위치를 갖는 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크로 이루어진 패킷 전송 네트워크에서, 임의의 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치가 이동 단말의 이동성을 제공하기 위한 방법에 있어서,

상대 단말이 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치와 설정된 제1 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계;

상기 상대 단말로부터 상기 제1 터널을 통해 수신된 패킷을 상기 이동 단말로 전송하는 단계;

상기 이동 단말이 이동함에 따라 다른 게이트웨이 스위치 사이의 논리적인 터널 매핑 및 관리 테이블을 설정 및 관리하는 단계;

상기 이동 단말이 이동한 인접한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치와 상기 상대 단말이 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치간에 제2 터널을 설정하는 단계; 및

상기 설정된 제2 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 제1 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계는,

상기 상대 단말이 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치와 상기 제1 터널을 설정하는 단계;

상기 이동 단말로부터 패킷을 수신하면, 터널 아이디를 이용하여 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계; 및

상기 캡슐화된 패킷을 상기 제1 터널을 통해 상기 상대 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제2항에 있어서, 상기 이동 단말로부터 패킷을 수신하면, 터널 아이디를 이용하여 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계는,

상기 터널 매핑 및 관리 테이블에 포함된 매체접근제어(MAC) 주소와 가상 랜 아이디(VID)를 이용하여 상기 터널 아이디를 선택하는 단계; 및

상기 선택된 터널 아이디를 이용하여 상기 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 제1 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계는,

상기 상대 단말로부터 상기 제1 터널을 통해 패킷을 수신하면, 수신된 패킷을 역캡슐화하는 단계;

상기 역캡슐화한 패킷에서 터널 헤더를 제거한 후 상기 터널 헤더가 제거된 패킷을 상기 이동 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 논리적인 터널 매핑 및 관리 테이블을 설정 및 관리하는 단계는,

상기 이동 단말이 인접한 패킷 전송 액세스 네트워크로 이동하면, 상기 이동 단말이 상기 인접한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치로 위치를 등록하는 단계; 및

상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하는 단계를 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 논리적인 터널 매핑 및 관리 테이블을 설정 및 관리하는 단계는,

상기 이동 단말이 이전에 위치한 패킷 전송 액세스 네트워크의 게이트웨이 스위치로부터 위치 등록 요청을 받으면, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하는 단계;

상기 이동 단말의 위치 이동을 주변의 다른 게이트웨이 스위치로 통지하는 단계; 및

상기 이동 단말 및 상기 상대 단말로 변경된 사항을 통지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제6항에 있어서, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하는 단계는,

새로운 매체접근제어(MAC) 주소를 상기 상대 단말과 통신을 위해 상기 터널 매핑 및 관리 테이블에서 미리 설정된 터널에 추가하고, 가상 랜 아이디(VID)를 추가 등록하며, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블의 기존의 터널에서 상기 MAC 주소를 삭제함을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 설정된 제2 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계는,

상기 이동 단말로부터 패킷을 수신하면, 터널 아이디를 사용하여 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계;

캡슐화된 패킷을 상기 제2 터널을 통해 상기 상대 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제8항에 있어서, 상기 이동 단말로부터 패킷을 수신하면, 터널 아이디를 사용하여 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계는,

자신의 터널 매핑 및 관리 테이블에 포함된 매체접근제어(MAC) 주소와 가상 랜 아이디(VID)를 이용하여 상기 터널 아이디를 선택하는 단계; 및

상기 선택된 터널 아이디를 이용하여 상기 수신된 패킷을 캡슐화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
제1항에 있어서, 상기 설정된 제2 터널을 통해 상기 이동 단말과 상기 상대 단말간의 패킷을 송/수신하는 단계는,

상기 상대 단말로부터 상기 제2 터널을 통해 패킷을 수신하면, 수신된 패킷을 역캡슐화하는 단계;

역갭슐화된 패킷에서 터널 헤더를 제거한 후 상기 터널 헤더가 제거된 패킷을 상기 이동 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크에서의 단말의 이동성 제공 방법.
패킷 전송 코어 네트워크에 연결된 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크에 구성되어 임의의 단말과 패킷을 송/수신하는 다수의 액세스 스위치; 및

상기 다수의 패킷 전송 액세스 네트워크에 구성되어 상기 패킷 전송 코어 네트워크를 연결하고, 임의의 액세스 스위치를 통해 상기 임의의 단말과 패킷을 송/수신하는 다수의 게이트웨이 스위치를 포함하며,

상기 각 게이트웨이 스위치는 터널 매핑 및 관리 테이블을 포함하며, 임의의 단말이 이동한 경우, 상기 임의의 단말의 이동에 따라 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 상대 단말과 패킷을 송/수신하기 위한 터널을 할당함을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크 시스템.
제11항에 있어서,

상기 각 게이트웨이 스위치는 새로운 매체접근제어(MAC) 주소를 상기 상대 단말과 통신을 위해 상기 터널 매핑 및 관리 테이블에서 미리 설정된 터널에 추가하고, 가상 랜 아이디(VID)를 추가 등록하며, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블의 기존의 터널에서 상기 MAC 주소를 삭제함을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크 시스템.
제11항에 있어서,

상기 각 게이트웨이 스위치는 임의의 단말로부터 상대 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 터널 아이디를 이용하여 캡슐화하고, 상기 임의의 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 역캡슐화하여 터널헤더를 제거함을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크 시스템.
제13항에 있어서,

상기 각 게이트웨이 스위치는 자신의 터널 매핑 및 관리 테이블에 포함된 매체접근제어(MAC) 주소와 가상 랜 아이디(VID)를 이용하여 상기 터널 아이디를 선택하고, 상기 선택된 터널 아이디를 이용하여 상기 수신된 패킷을 캡슐화함을 특징으로 하는 패킷 전송 네트워크 시스템.
패킷을 송/수신하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부;

임의의 단말로부터 상대 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 터널 아이디를 이용하여 캡슐화하고, 상기 임의의 단말로 전송할 패킷을 수신하면 수신된 패킷을 역캡슐화하여 터널헤더를 제거하는 패킷 처리부; 및

터널 매핑 및 관리 테이블을 포함하고, 상기 임의의 단말이 이동하는 경우 상기 터널 매핑 및 관리 테이블을 갱신하고, 상기 터널 매핑 및 테이블에 포함된 정보를 이용하여 패킷을 송/수신하기 위한 터널을 할당하는 터널 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 스위치.
제15항에 있어서,

상기 패킷 처리부는 상기 터널 매핑 및 관리 테이블에 포함된 매체접근제어(MAC) 주소와 가상 랜 아이디(VID)를 이용하여 상기 터널 아이디를 선택하고, 상기 선택된 터널 아이디를 이용하여 상기 수신된 패킷을 캡슐화함을 특징으로 하는 게이트웨이 스위치.
제15항에 있어서,

상기 터널 관리부는 새로운 매체접근제어(MAC) 주소를 상기 상대 단말과 통신을 위해 상기 터널 매핑 및 관리 테이블에서 미리 설정된 터널에 추가하고, 가상 랜 아이디(VID)를 추가 등록하며, 상기 터널 매핑 및 관리 테이블의 기존의 터널에서 상기 MAC 주소를 삭제함을 특징으로 하는 게이트웨이 스위치.