본 논문에서는 PMIPv6를 기반으로 하는 LC-$GM^2$라는 저비용의 글로벌 이동성관리 아키텍처와 프로토콜 절차를 제안한다. LC-$GM^2$의 구성은 여러PMIPv6 의 로컬 도메인과 계층적 구조로 코어 네트워크로 연결되어 있다. LC-$GM^2$에서 이동성 관리는 도메인 내에서의 모바일 노드(MN)의 이동은 PMIPv6의 이동성관리 방법으로 수행되며 도메인간으로 이동할 때는 홈 네트워크 모바일 액세스 게이트웨이(MAG)가 이동 네트워크의 지역 모바일 앵커(LMA)에 직접 프록시 바인딩 업데이트(PBU)를 수행하여 코어 네트워크(CN)의 게이트웨이를 통한 패킷 전송을 수행하는 네트워크 엔티티 관점으로 수행된다. 분석 모델로 유체 흐름 이동성 모델을 기반으로 위치 업데이트 비용, 패킷 전달 및 총 비용 함수의 다양한 시스템 매개변수의 영향 이용하여 계층적 모바일 IPv6(HMIPv6) 이동성관리 프로토콜과 GPMIP 아키텍처와 비교 분석한다. 수학적 분석의 결과는 다른 글로벌 이동성관리 기법들 간의 비용 분석의 결과를 통하여 제안된 글로벌 이동성관리 기법(LC-$GM^2$)이 전체적인 비용측면에서 상당히 우수하다는 것을 보여준다.
대부분의 이동성 관리 프로토콜 (즉, MIPv4/6, 이를 확장한 IETF 표준)은 글로벌한 끊김 없는 핸드오버를 지원하지 못한다. 기존의 이동성 관리 프로토콜은 현존하는 네트워크 인프라를 부분적으로 변경해야 하기 때문이다. 본 논문에서는 이기종 망간 글로벌 끊김 없는 핸드오버 방법인 간단한 이동성 관리 프로토콜 (Simple Mobility Management Protocol: SMMP)를 제안한다. 아이디어는 SMMP는 글로벌 사용자 및 서비스 이동성을 지원하기 위해 세션 개시 프로토콜 (Session Initiation Protocol: SIP)에서 한 별도의 위치 관리 기능을 이용하고, 추가적으로 IEEE 802.21 MIH 표준을 확장함으로써 양방향 터널링을 동적으로 생성함으로써 끊김 없는 IP 이동성을 지원하는 것이다. 이에 대한 상세한 SMMP 구조 및 기능을 설계하였다. 마지막으로, 성능 평가에서 NS-2를 이용한 시뮬레이션을 수행하였고, 이동성 관리 성능 평가의 지표인 핸드오버 지연시간, 패킷 손실 및 첨두 신호대 잡음비 (Peak Signal Noise Ratio: PSNR)에서 기존의 이동성 프로토콜인 MIPv6, HMIPv6에 비해 제안된 SMMP가 성능이 우수함을 보였다.
기존의 대부분의 이동성 관리 프로토콜 (IETF MIPv4/6, IETF MIPv6를 확장한 이동성 관리 프로토콜)은 현존하는 네트워크 인프라를 부분적으로 변경해야 하기 때문에 글로벌한 끊김 없는 핸드오버를 지원하지 못한다. 본 논문에서는 이기종 망간 글로벌 끊김 없는 핸드오버 방법인 간단한 이동성 관리 프로토콜 (Simple Mobility Management Protocol: SMMP)를 제안한다. 글로벌 사용자 및 서비스 이동성을 지원하기 위해, SMMP는 이동성 관리를 위한 별도의 위치 관리 기능을 수행하는 DMMS를 사용하며, IEEE 802.21 MIH 표준을 확장한 IEEE MIH 확장 서버를 사용하여 양방향 터널링을 동적으로 생성함으로써 끊김 없는 IP 이동성을 지원하는 것이다. 이를 위한 상세한 SMMP 구조 및 기능을 설계하였다. 마지막으로, 성능 평가에서 NS-2를 이용한 시뮬레이션 및 수치적인 성능 분석을 수행하였고, 이동성 관리 성능 평가의 지표인 핸드오버 지연시간, 패킷 손실 및 첨두 신호대 잡음비 (Peak Signal Noise Ratio: PSNR)에서 기존의 이동성 프로토콜인 MIPv6, HMIPv6에 비해 제안된 SMMP가 성능이 우수함을 보였다.
차세대 무선 네트워크에서 MN의 글로벌 로밍을 효율적으로 지원하기 위해서는 원활한 핸드오버와 MN의 이동성관리는 매우 중요하다. IETF가 모바일 IPv6와 보다 확장된 IP 계층에서의 이동성관리를 제안하였지만 트래픽 특성 및 사용자의 MN에 따라 크게 좌우된다. 그러므로 이러한 요인에 관해 심도있는 성능을 평가하는 것이 중요하다. 일반적으로 IPv6 기반 이동성관리 프로토콜의 성능은 시뮬레이션을 통해 평가하는데 본 논문에서는 IPv6 기반 이동성관리 프로토콜의 성능을 평가하는 분석 프레임워크를 제안한다. 서브넷 체류 시간, 패킷 도착률과 무선연결 지연 등 시스템 매개변수들의 수학적 분석을 이용하여 핸드오프 지연, 패킷 손실에 대한 성능평가를 수행하고, 분석 결과를 통해 네트워크 매개변수와 성능분석 수치간의 상관관계를 제시한다.
PMIPv6(Proxy MIPv6)는 네트워크 기반의 도메인 내 이동(network localized mobility)만을 지원하는 프로토콜이며 글로벌 이동은 지원하지 않는다. 한 도메인(LMD)에서 MN(Mobile Node)는 통신중에 IP 계층의 이동에 필요한 시그널링에 간여하지 않으며, 오직 PMIPv6 홈 주소(home address)만을 사용한다. 따라서 MN가 다른 도메인으로 이동을 하면 MN은 PMIPv6의 홈 주소를 변경해야 한다. 이 때 호스트 기반의 시그널링(host-based signaling)이 활성화되고, 따라서 PMIPv6의 네트워크 기반 이동성 관리가 유지될 수 없다. 또한 MN가 글로벌 이동을 지원하지 않는 경우에는 CN(Correspondent Node)와 통신 세션을 유지할 수 없다. 본 논문에서는 PMIPv6에서 글로벌 이동(Global Mobility)을 지원하는 방안을 제안하였으며, 이동 프로토콜 스택(mobility protocol stack)을 갖지 않는 MN가 다른 도메인으로 이동을 해도 통신 세션을 유지할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 방법은 글로벌 이동을 지원하면서 동시에 PMIPv6의 장점을 유지할 수 있다. 또한 제안된 방법과 PMIPv6의 성능을 비교함으로써 제안된 방법의 성능이 향상되었음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 이기종망에서 글로벌 끊김 없는 핸드오버를 지원하기 위한 P2P (Peer-to-Peer) 기반 이동성 관리 프로토콜을 제시한다. IETF MIPv4/v6와 이를 확장한 이동성 관리 프로토콜과 같은 기존의 이동성 관리 프로토콜과는 달리, 제안된 프로토콜은 기존의 네트워크 인프라구조의 변경 없이 글로벌 끊김없는 핸드오버를 지원할 수 있다. 제안된 프로토콜의 아이디어는 이동성 관리를 위한 위치관리 기능은 패킷 전달 기능과 분리하였고, 패킷 전송을 위한 양방향 IP 터널링은 종단의 이동단말들 간에 동적으로 생성하는 것이다. 추가적으로, 핸드오버 도중에 발생하는 큰 핸드오버 지연시간 및 많은 패킷 손실을 줄이기 위해 IEEE 802.21 MIH (Media Independent Handover) 기능을 이용한 조기 핸드오버 기술을 개발하였다. 이를 위한 상세구조와 핸드오버 프로토콜을 설계하였고, 제안된 이동성 관리 프로토콜에 대한 성능분석을 위해, 수학적인 분석 및 네트워크 시뮬레이터를 이용한 성능 분석을 수행하였다. 핸드오버 지연시간 및 패킷 손실의 성능 면에서 제안된 이동성 관리 프로토콜은 기존의 IETF MIPv6와 HMIPv6에 비해 상당히 줄임을 입증하였다.
본 논문은 IP 기반 네트워크 환경에서 액세스 네트워크간의 글로벌 이동성을 제공하기 위한 방안을 제안한다. 제안 기술은 코어네트워크 영역에서는 빠른 위치 등록을 위해 전송 영역과 제어영역을 분리하였다. 로컬영역에서는 PMIPv6기술을 적용함으로써 네트워크 기반 로컬 및 글로벌 이동성이 가능하도록 하였다. 또한 성능분석을 통해서 기존의 기술과 제안기술의 성능분석 비교를 통해서, 제안기술이 핸드오버 지연시간을 단축함을 확인하였다.
본 논문은 차세대네트워크에서 끊김없는 서비스를 위한 로컬 및 글로벌 이동성 지원 방안을 제안한다. 제안방안은 MPLS LSP(Label Switch Path)를 통한 2.5계층 스위칭을 이용하여 핸드오버 시그널링을 처리하는 기존 MPLS-MOB(Multi Protocol Label Switching-based Mobility Management)에 로컬 이동성 관리 절차를 추가 한다. 제안방안에 의한 성능 향상을 검증하기 위해 M/M/1 수식을 이용하여 기존방안인 MIP, PMIP과 MIP 연동 시나리오 그리고 MPLS 기반 마이크로 이동성 관리 방안들과 제안방안의 핸드오버 지연을 분석하고 비교하였다. 그 결과 제안방안이 기존방안들 보다 더 나은 성능을 보임을 확인하였다.
3세대 통신망인 IMT-2000 서비스의 가장 큰 특징은 단말 이동성, 개인 이동성 및 서비스 이동성으로 구분되는 강력한 이동성의 제공이다. 이 중 서비스 이동성은 IMT-2000 서비스의 가장 큰 특징으로 가상 홈 환경(VHE ; Virtual Home Environment) 개념을 이용하고 있다. VHE는 개인 단말사이, 망 경계를 뛰어넘는 개인 서비스 환경 이동성의 개념으로 글로벌 로밍의 환경에서 서비스 가입자에게 Visited 망에서도 Home 망의 서비스를 그대로 이용할 수 있도록 하는 개념이다. 이 VHE에서 핵심이 되는 것이 프로파일을 어떻게 관리하여 사용자에게 원활한 서비스를 제공할 것인가 하는 것인데, 본 논문에서는 VHE 서비스를 위한 사용자 프로파일(User Profile), 서비스 프로파일(Service Profile), 단말 프로파일(Terminal Profile), 네트워크 프로파일(Network Profile)에 대한 관리 방법을 사용자 프로파일이 Home 망과 Visited 망에 위치하는 방법에 따라 시나리오에 적용하여 각 프로파일 정보를 교환하는 방법을 기술하였다.
본 논문에서는 유무선 통합 환경에서 서비스 범위의 제한 없이 효과적으로 차세대 멀티미디어 이동성 서비스를 제공할 수 있는 글로벌 핸드오버 메커니즘을 제안하였으며 이 메커니즘은 GSM을 이용한 글로벌 세션 관리 기법과 멀티캐스트 소스 기반 포워딩 기법으로 구성되어 있다 GSM을 이용한 글로벌 세션 관리 가법은 LMA간의 세션 정보를 관리하고 글로벌 이동성과 경로 최적화를 제공한다. 멀티캐스트 소스 기반 포워딩 기법은 멀티캐스트 소스 기반으로 버퍼를 관리함으로써 모바일 노드마다 전달해야 할 데이터간의 중복성을 제거한다. 제안된 메커니즘의 성능 분석을 위해 네트워크 시뮬레이터 ns-2를 사용하여 제안된 메커니즘이 기존에 제안된 방법보다 적은 핸드오버 지연, 전달지연 및 signaling cost를 갖는다는 것을 확인하였고 멀티캐스트 소스 기반 포워딩 메커니즘을 사용하여 기존 방법 대비 보다 적은 량의 버퍼를 이용하여 데이터를 손실 없이 전달 할 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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