MIPv6, HMIPv6, FMIPv6와 같은 호스트 기반의 IPv6 이동성 지원 프로토콜들과 달리, Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6)은 이동 노드의 개입없이 네트워크 엔티티들간의 협업 절차만을 사용하여 이동성 관리를 수행하기 때문에, IPv6 이동성 지원 프로토콜의 실질적인 도입을 촉진시킬 것으로 기대되고 있다. 본 논문에서는, MIPv6, HMIPv6, FMIPv6와 같은 대표적인 호스트 기반의 IPv6 이동성 지원 프로토콜들과 네트워크 기반의 IPv6 이동성 지원 프로토콜인 PMIPv6간의 핸드오버 지연시간을 분석 및 비교하고자 한다. 본 연구의 분석 결과, PMIPv6의 핸드오버 지연시간은 MIPv6 및 HMIPv6에 비하여 월등히 짧으며, 또한 무선링크상에서의 지연시간이 MAG와 LMA간의 지연시간보다 클 경우에는 PMIPv6에서의 핸드오버 지연시간이 FMIPv6에서의 핸드오버 지연시간보다 짧다는 것을 보여준다.
본 논문에서는 망 기반의 IP 이동성 지원 기술인 AIMS 기술을 기반으로 IPv4와 IPv6가 혼재된 망 환경에서 이동 단말에 대한 끊김 없는 이동성을 지원하는 AIMS-DS 기술을 제안하였다. 제안된 AIMS-DS 기술은 IPv4와 IPv6 프로토콜을 모두 지원하는 듀얼스택 단말에 대하여 IPv4와 IPv6 홈 주소들에 대한 이동성 지원 방안을 제안함으로써, IPv4와 IPv6가 혼재되어 공존하는 과도기적인 망 환경에서 양단간 끊김 없는 이동성 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 액세스 망과 코어 망의 IP 버전에 따른 4가지 경우에 대하여 양단간 패킷 전달 지연 시간과 핸드오버 지연시간에 대하여 AIMS-DS에 대한 성능 분석을 수행하였다.
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.
모바일 IP는 휴대 단말이 새로운 링크로 이동 중에서도 통신을 지속할 수 있도록 하는 기능을 지원한다. 모바일 IPv6는 인터넷 프로토콜 버전 6에 기초하여 모빌리티 기능을 지원하는 프로토콜로서, 기존의 모바일 IPv4의 기능에 경로 최적화등의 새로운 기능이 추가되었다. 본 논문에서는 단말에 모빌리티를 제공하기 위한 기능들을 하드웨어로 처리하는 하드웨어 기반의 모바일 IPv6 구현에 관하여 다룬다 하드웨어 기반의 모바일 IPv6는 기존의 소프트웨어에 기반한 방식에 비하여, 신속한 이동성을 지원하며, 이동 중에 발생할 수 있는 패킷손실을 최소화 하는 장점이 있다. 또한 CPU가 모빌리티 기능지원 부담에서 벗어나 응용프로그램의 수행에 전념할 수 있도록 함으로서, 전체적인 시스템 성능의 향상을 기대할 수 있다.
계층적 이동 IPv6는 MAP(Mobility Anchor Point)을 통해 이동 IPv6를 계층적으로 확장시킨 개념의 마이크로 망 지원의 프로토콜로 이동 IPv6에 비해 빠른 이동성과 이동 노드의 데이터 전송 지연을 줄여주지만 네트워크망에서 동작하는 활동상태 노드와 비활동상태 노드를 구분하여 망의 부하와 노드의 전력낭비 문제를 해결해 주는 페이징 기법이 적용되어 있지 않기 때문에 본 논문에서는 계층적 이동 IPv6에 페이징을 적용하는 방법 제안하였다. 기존 IPv6에서 사용되는 패킷 해더의 목적지 옵션과 제어 메시지의 확장을 통해서 계층적 이동 IPv6에 페이징을 적용하였으며 비활동 상태의 이동 노드를 찾는 알고리즘으로 최종 지역 알고리즘을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법은 기존의 페이징이 적용되지 않은 계층적 이동 IPv6보다 비활동 상태인 이동 노드의 핸드오프 시 불필요한 바인딩 업데이트 메시지를 제거함으로써 이동 IPv6 전체 망의 트래픽을 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 페이징 영역의 크기가 클수록 마이크로 망의 바이딩 업데이트 메시지가 더욱 감소하여 망의 신호 트래픽이 감소함도 알 수 있었다.
IPv4/IPv6 통신 서비스를 위한 변환기는 호스트의 변경 없이 IPv6 호스트와 IPv4 호스트간의 통신을 지원해 준다. 그러나 호스트가 모바일 노드일 경우 삼각형 라우팅 문제가 발생한다. Mobile IPv4 모바일 노드가 이동할 경우 홈 에이전트와 IPv6의 CN(Correspondent Node)에게 반드시 이동 정보를 보내 주어야 하지만 현재 NAT-PT는 IPv4와 IPv6의 이동성 헤더인 모바일 IPv4/Mobile IPv6의 헤더 변환은 지원해 주지 않기 때문에 삼각형 라우팅 문제가 발생하여 Mobile IPv4와 Mobile IPv6간에 비효율적인 통신을 일으킨다. 본 논문에서는 Mobile IPv4와 Mobile IPv6 통신에서 발생하는 삼각형 라우팅 문제를 해결하기 위한 모바일 헤더 변환 메커니즘을 제안하였다.
IPv6 기반 이동성 지원 프로토콜인 Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6, Fast Handovers over Mobile IPv6가 IETF를 통해서 제안되었다. 한편, 이동 인터넷 서비스를 위해서 IEEE 802.11 네트워크가 최근에 널리 이용되고 있다. 그래서 가까운 장래에 IEEE 802.11 네트워크에서 IPv6 이동성 지원기술은 All If 기반 이동성 지원 서비스를 실현하는 핵심 기술이 될 것이다. IPv6 이동성 지원 프로토콜들의 적절한 응용 개발을 위해서는 먼저 이들의 성능을 분석할 필요가 있다. 이런 분석에는 프로토콜에 의해 요구되는 시그널링 비용, 핸드오버시 지연 시간, 핸드오버시 손실되는 패킷의 수 및 이 손실을 줄이기 위해서 필요한 버퍼의 크기 등이 포함되어야 하며, 또한 IEEE 802.11 과 같은 하위 계층 프로토콜이미치는 영향을 분석해 볼 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 802.11 네트워크에서 IPv6 이동성 지원 프로토콜들을 분석하기 위한 프레임워크를 개발하고 각각의 프로토콜들에 대한 성능 비용 함수를 제시한다. 프레임워크 제안을 위해서 본 논문에서는 패킷 트래픽 모델, 네트워크 시스템 모델 및 단말의 이동성 모델 둥을 정의한다. 또한, 다양한 파라미터를 사용하여 그들이 각 프로토콜의 성능에 미치는 영향을 분석하고 비교한다. 분석결과로서 각 프로토콜들이 각기 상호보완적인 혹은 대조적인 성능을 보이기 때문에, 임의의 프로토콜이 다른 프로토콜들 보다 비교 우위를 차지하는 일이 없음을 알 수 있다
본 연구는 무선 이동 인터넷에서 사용 가능한 계층별 이동성 관리 기법의 핸드오버 절차와 성능을 비교한 것이다. 이동 환경에서 무결정성의 정보 서비스를 제공하기 위한 효율적인 이동성 관리 기법을 조사하기 위해 먼저 기존의 네트워크 계층에서의 이동성 지원 기법인 모바일 IPv4와 모바일 IPv6에 대한 핸드오버 절차를 설명하고, 이어서 트랜스포트 계층에서의 이동성 지원 기법인 SCTP에 기반한 모바일 구조(SMA)의 핸드오버 절차를 비교한다. NS-2를 이용하여 무선 이동 환경에서 모바일 IPv6와 SMA의 성능을 비교한 시뮬레이션 결과는 SMA가 핸드오버 지연시간, 패킷 손실률 그리고 처리율에서 Mobile IPv6보다 우수함을 보였다.
차세대 무선 네트워크에서의 무결점 전송 서비스는 이동단말(MN, Mobile Node)에게 광범위한 로밍을 효율적으로 제공하는 이동성관리가 매우 중요하게 되었다. MIPv6(Mobility IPv6)는 IETF(The Internet Engineering Task Force)에 의해 제안된 이동성관리 기법들 중 하나이고, IPv6기반에서 이동성관리 기법들은 다양한 형태로 발전되어왔다. F-PMIPv6(Fast Handover for Proxy MIPv6)는 PMIPv6(Proxy MIPv6)의 시스템 성능을 개선하기 위해 제안되었다. 그러나 F-PMIPv6은 항상 PMIPv6보다 더 뛰어날 수 없다. 그러므로 이동성 관리 기법을 이용하여 시스템의 용량과 확장성 향상의 가능성을 위해 PMIPv6과 F-PMIPv6중에 알맞은 프로토콜을 선택을 하는 것이 중요하다. 이 논문에서 PMIPv6과 F-PMIPv6의 적용범위를 분석하는 분석적인 모델을 개발한다. 이 모델을 기반으로 변화하는 이동성과 서비스 특성에 따른 사용자를 위해 PMIPv6과 F-PMIPv6 사이에서 더 좋은 대안을 선택하는 안전한 스마트 이동성 지원(SSM) 기법을 설계 한다. F-PMIPv6을 적용했을 때, SSM는 가장 좋은 이동성 앵커 포인트와 시스템 성능의 최적화를 위한 지역적인 크기 선택을 한다. 수치화한 결과는 PMIPv6와 F-PMIPv6에 적용 가능한 몇 가지 키 파라미터의 영향을 설명한다. SSM는 PMIPv6와 F-PMIPv6보다 더 나은 결과를 입증시켰다.
효율적인 이동성을 지원하는 MIPv6, FMIPv6, HMIPv6과 같은 호스트 기반의 이동성관리 프로토콜이 개발되었다. 이 논문에서 AAAC(Authentication, Authorization, Accounting and Charging) 시스템을 적용한 보안효과적인 네트워크에 PMIPv6, FPMIPv6을 포함하는 기존의 IPv6을 비교분석 하며 IPv6 MMP(Mobile Management Protocol)의 특징과 성능분석 등을 수행하였다. 또한 IPv6 MMP 성능을 전송 끊김의 확률, 패킷 손실의 측면에서 분석하였다. 이동성과 QoS의 통합을 위한 방법으로 효율적으로 사용할 수 있는 리소스를 제어하고 관리할 수 있도록 QoSB의 사용법을 제시하였다. 평가결과는 전체적으로 빠른 핸드오버 구조의 이동성 관리 기법들이 좀 더 나은 결과를 나타내었다. 특별히 PMIPv6와 FPMIPv6가 여러 면에서 가장 효율적인 구조라는 것을 알 수 있으며, 빠른 핸드오버 구조의 네트워크 기반의 이동성관리 기법이 최상의 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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