KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권4호
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pp.1344-1367
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2014
Mobile traffic is increasing a masse because of the propagation of the Internet and the development of wireless mobile technology. Accordingly, the Network Local Mobility Management (NETLMM) working group [1] of the Internet Engineering Task Force (IETF) has standardized Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) [2] as a protocol for accomplishing the transmissibility of mobile terminals. PMIPv6 is a network-led IP-based mobility management protocol, which can control terminal mobility without depending on the type of access system or the capability of the terminal. By combining PMIPv6 and the mobility of Session Initiation Protocol (SIP), we can establish terminal mobility and session mobility through a more effective route. The mobility function can be improved and the overlap of function reduced as compared to that in the case of independent operation. PMIPv6 is appropriate for a non-real-time service using TCP, and SIP is appropriate for a real-time service using RTP/UDP. Thus, in the case of a terminal using both services, an effective mobility management is possible only by using PMIPv6 together with SIP. In order to manage mobility in this manner, researches on PMIPv6-SIP are in progress. In line with this trend, this paper suggests a new PMIPv6-SIP architecture where when a mobile terminal conducts a handover, a network-led handover while maintaining the session without the addition of a special function or middleware is possible along with effective performance evaluation through mathematical modeling by comparing the delay and the packet loss that occur during the handover to the Pure-SIP.
IP mobility can be handled in different layers of the protocol. Mobile IP has been proposed to handle the mobility of Internet hosts in the network layer. Recently, a new method based on the SIGMA mobility architecture has been proposed to support mobility management with reduced packet loss and latency. The location management structure is not suitable for frequent mobile handover due to the high mobility of the user with this transport layer solution. In this paper, we propose a location management optimization method in a mobile communication network by applying hierarchical location management using MMPs(Mobility Management Points) for transport layer mobility management. Therefore, we propose an efficient hierarchical mobility management structure even between heterogeneous wireless networks using MMPs for the probability that a mobile terminal can change multiple location areas between two messages and calls. The proposed method shows reduction in location update cost and data retrieval cost using MMPs, and as opposed to mobility appearing in time intervals with the minimum cost required to reach 90% of the stabilized cost, the mobility location update search, location It was found that the message processing cost per area was reduced.
끊임없는 서비스를 제공하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구는 단말의 핸드오버에 따른 지연 시간을 최소화하는데 초점을 두고 있다. 본 논문에서는 네트워크 기반의 Preemptive 동작을 통해 끊김없는 서비스를 제공하고자 한다. 네트워크 기반의 우선 동작은 L2 트리거 정보를 이용하여 단말의 핸드오버가 판단되면, 전송중인 데이터를 핸드오버 전에 소속된 네트워크에서 버퍼링을 통해 데이터의 손실을 줄인다. 핸드오버 전의 소속된 네트워크에서 버퍼링은 단말의 핑퐁현상에 대한 대안을 제공할 수 있다. 단말의 이동 후, 이동 여부를 확인한 후 버퍼링된 데이터를 보냄으로써 끊김없는 서비스를 제공한다. 핸드오버 시그널링의 빠른 처리를 위해 코어 망에서는 MPLS-LSP(MultiProtocol Label Switching-Label Switched Path)를 이용한다.
Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6)는 호스트 기반의 이동성 지원 프로토콜인 Mobile IPv6 (MIPv6)와 달리 망에서 Mobile Node (MN)의 이동성을 지원하는 프로토콜이다. PMIPv6는 MIPv6보다 핸드오버 지연이 짧고, 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 PMIPv6는 Local Mobility Anchor (LMA)로 패킷이 집중되는 병목현상과 PMIPv6 도메인 내에서의 지역 이동성만을 지원하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 IETF NetLMM WG에서는 전역 이동성을 지원을 위한 PMIPv6-MIPv6 연동 방안, LMA간 시그널링을 통한 전역 이동성 지원 방안 등을 제안하고 있으나, MN이 MIPv6 프로토콜 스택을 추가로 보유해야 하는 문제점과 추가적인 시그널링으로 인한 긴 핸드오버 지연 문제들이 여전히 남아 있다. 따라서 본 논문에서는 PMIPv6에서의 새로운 망구성요소인 Global Mobility Agent (GMA)를 정의하고, 이를 이용한 신속한 망 기반 전역 이동성 관리 기술을 제안하였다. 또한 이를 확장하여 병목 현상과 삼각 라우팅 문제를 해결하고 종단간 지연을 최소화하는 Route Optimization (RO)-GMA 방안을 제안하였으며, 성능 분석을 통해 제안 방안이 IETF NetLMM의 PMIPv6 방안보다 지역/전역 이동성 지원 측면에서 짧은 핸드오버 지연을 가짐을 확인하였다.
본 논문은 무선 네트워크에서 하나의 단말기가 복수의 인터페이스를 이용하여 상이한 액세스 네트워크에 접속할 때 QoS에 따른 플로우 이동성 지원을 위한 방안을 제안한다. 이를 위해서 PBU/PBA 메시지의 확장 및 LMA에 추가적인 QoS request 메시지 절차 추가하였다. 제안한 방법을 통해 LMA가 이동할 네트워크에 대한 QoS정보를 수집하고 플로우 이동을 결정하여 사용자에게 네트워크 상황에 따른 최적의 서비스를 제공할 수 있다. 제안한 방안은 state transition diagram을 이용하여 수행 여부를 확인하였다.
Barlow David A.;Vassiliou Vasos;Krasser Sven;Owen Henry L.;Grimminger Jochen;Huth Hans-Peter;Sokol Joachim
Journal of Communications and Networks
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제7권3호
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pp.377-384
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2005
The purpose of this research is to develop and evaluate a traffic engineering architecture that uses local state information. This architecture is applied to an Internet protocol radio access network (RAN) that uses multi-protocol label switching (MPLS) and differentiated services to support mobile hosts. We assume mobility support is provided by a protocol such as the hierarchical mobile Internet protocol. The traffic engineering architecture is router based-meaning that routers on the edges of the network make the decisions onto which paths to place admitted traffic. We propose an algorithm that supports the architecture and uses local network state in order to function. The goal of the architecture is to provide an inexpensive and fast method to reduce network congestion while increasing the quality of service (QoS) level when compared to traditional routing and traffic engineering techniques. We use a number of different mobility scenarios and a mix of different types of traffic to evaluate our architecture and algorithm. We use the network simulator ns-2 as the core of our simulation environment. Around this core we built a system of pre-simulation, during simulation, and post-processing software that enabled us to simulate our traffic engineering architecture with only very minimal changes to the core ns-2 software. Our simulation environment supports a number of different mobility scenarios and a mix of different types of traffic to evaluate our architecture and algorithm.
최근 급증한 클라우딩 컴퓨팅의 수요 해결과 네트워크 가상화 서비스 지원을 위해 등장한 SDN(Software Defined Networking)은 많은 기업과 단체들에 의해 차세대 네트워크 기술로 주목받고 있다. 하지만, 원래 SDN이 설계된 유선 네트워크와는 달리, 무선 네트워크에서의 SDN은 노드의 이동성을 제공해주지 못하는 제약을 가지고 있다. 본 논문에서는 SDN의 기존 오픈플로우 프로토콜을 확장하여, SDN Controller가 네트워크의 무선자원을 관리하고 노드들의 이동성을 지원하는 SDN 기반의 네트워크 플랫폼을 개발하였다. 본 논문의 이동성 지원 기능은 SDN Controller의 무선 자원관리 기능을 이용하여 두 개 이상의 무선 인터페이스를 이용한 노드의 이동을 지원할 수 있는 장점을 가진다. 또한 본 논문에서는 구현 기능을 시험하기 위해, 다양한 이동 실험에 따른 여러 전송 성능에 관한 파라미터들을 측정하였고, 하나의 무선 인터페이스를 사용했을 때와 두 개의 인터페이스를 사용했을 때의 성능에 관한 파라미터를 비교하였다. 본 논문에서 제안한 SDN 기반 네트워크 플랫폼은 SDN 환경에서 무선 네트워크의 자원을 모니터링하고 노드들의 이동성을 지원하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
모바일 트래픽이 급격히 증가함에 따라 모바일 기기가 끊김 없이 통신하기 위한 이동성 관리 기술로써 DMM (Distributed Mobility Management)이 제안되었다. DMM은 코어 네트워크에서 엣지 네트워크로 이동성 관리를 분산하여 낮은 지연으로 안정적인 바인딩 업데이트를 가능하게 한다. 그러나 DMM 시스템에는 여전히 네트워크상의 지연 문제와 세션에 대한 보안상의 문제가 존재한다. 본 논문에서는 기존 DMM 시스템에 존재하는 문제점을 지적하고, 이를 해결하기 위해 MN (Mobile Node)이 직접 인증에 참여하여 올바른 상호 인증이 이루어지는 새로운 프로토콜을 제안한다. 또한, 성능 분석을 통해 보안상의 향상뿐만 아니라 성능상의 향상이 존재함을 확인하였다.
차세대 무선 네트워크(Next Generation Wireless Networks, NGWN)상에서의 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. 각각의 관리기법들은 이동단말에서의 데이터 이동에 직접적인 관여를 하고 있다. 이 논문에서 두 가지의 이동성관리 평가기법에 대해 제안하고자 한다. 이동성관리를 위한 다양한 프로토콜에서 네트워크상의 핸드오버나 패킷의 전송절차를 수행할 때, 데이터의 전송절차에 대하여 분석하며 또 시그널링의 비용을 계산할 때 처리하는 노드들과 그 노드간의 파라미터들을 이용하여 가장 효율적인 방법으로 분석모델링을 제안한다. 이동성 프로토콜의 시그널링 비용과 그 비용을 구성하는 각각의 파라미터들을 수치적 결과를 통해서 각각의 프로토콜들의 비용을 비교분석한다. 즉, 각각의 이동성관리 기법에 적용하여 시그널링 비용과 패킷전송 비용의 합을 비교한다. 이동성 관리의 다양한 기법들 중 가장 최근에 제안되어지고 있는 네트워크 기반의 이동성 프로토콜이 전체적인 비용측면에서 더 우수한 결과를 보여준다.
모바일 애드 혹 네트워크는 기존의 유선망과 같은 고정적인 네트워크 인프라 없이 이동 노드들만으로 구성된 통신망으로써 노드의 잦은 이동으로 인하여 변화하는 네트워크 토폴로지를 안정적으로 유지하는 것이 매우 어렵다. 이에 본 논문에서는 노드의 이동성을 고려한 안정적인 클러스터 헤드 선정을 통해 클러스터 내 토폴로지를 유지, 관리하는 클러스터링 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 모든 노드가 자신의 주변 노드 수 변화를 통해 이동성을 측정하여 가장 낮은 이동성을 갖는 노드를 클러스터 헤드로 선정하며, 선정된 클러스터 헤드는 자신의 클러스터 이동성을 측정하고 이를 통해 클러스터 별 Hello 메시지 전송 주기를 적응적으로 조절한다. 제안하는 방법의 성능 평가를 위해 모의실험을 수행하였으며, 그 결과 기존 방법들보다 클러스터 헤드의 재선정 횟수와 네트워크 부하를 감소시키고 네트워크 토폴로지를 안정적으로 유지시킴을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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