Chapter 3 3 모바일인터넷 구성 기술

3 Ⅲ. 모바일 인터넷 구성 기술 INDEX 1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.1 WAP      1.1.2 ME     1.1.3 i-mode 1.2 Core Network 기술      1.2.1 IS-95      1.2.2 IS-136 1.2.3 GSM      1.2.4 GPRS      1.2.5 CDMA 1.3 이동성 관리 기술      1.3.1 Mobile IP      1.3.2 Wireless TCP      1.3.3 MANET 1.4 근거리 네트워크 기술           1.4.1 Wireless LAN           1.4.2 Bluetooth 1.5 IPv6      1.5.1 IPv6 개요      1.5.2 IPv6 헤더 형식      1.5.3 IPv6 현황 3

3 학습목표 INDEX 모바일 인터넷 구성 기술을 분류해 보자. 네트워크 기술로써, 프로토콜 기술, Core Network 기술, 이동성 관리 기술, 근거리 네트워크 기술, IPv6 로 분류해 보고, 각 기술의 개요 및 특성을 비교ᆞ분석해 본다.

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.1 WAP (Wireless Application Protocol) (1) WAP의 개요 모바일 데이터 통신을 위한 네트워크 프로토콜 및 애플리케이션 환경에 대한 국제 표준(WAP Forum) 모바일 단말기로부터 인터넷을 사용하는 방법으로 모바일 단말기를 사용해서 인터넷상의 정보를 신속히 검색할 수 있는 통신 규약 이동 가입자 무선 교환망 WAP 게이트웨이 인터넷 및 콘텐츠 제공업체 WAP Proxy WML Web Server Binary WML 무선 네트워크 WML HTML WTA Server HTML Filter < WAP 네트워크 구성도>

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.1 WAP (Wireless Application Protocol) (2) WAP 프로토콜의 구조 HTML JavaScript HTTP TLS - SSL Bearers : SMS USSD CSD IS-136 CDMA CDPD PDC-P Etc… Wireless Transport Layer(WDP) Wireless Security Layer(WTLS) Wireless Transaction Layer(WTP) Wireless Session Layer(WSP) Wireless Application Environment(WAE) Other Services and Applications Internet Wireless Application Protocol

1. 네트워크 기술 WAP protocol WAE - 운영자나 서비스 제공자가 효과적이고 편리한 방법으로 다양한 무선 플랫폼에 접근할 수 있게 해 주는 응용과 서비스를 만들 수 있도록 한다. - WAE는 WML, WML script등을 정의하여 휴대 단말기에 적용 가능한 소규모 브라우저 개발을 지 원하며 3개의 계층 (device/OS/Network, AWP network stack, and user interface)으로 나뉜다. WSP - 인터넷과의 연동을 위해 HTTP/1.1에 상응하는 기능을 정해 놓은 것으로, 서버와 클리이언트 사 이에 세션을 맞기 위한 프로토콜이다. - 두개의 세션 서비스를 인한 인터페이스를 제공한다. 1. 트랙잭션 계층 프로토콜인 WTP위에서 동작하는 연결지향형(connection-oriented 2. 보안 또는 비보안 데이터그램 서비스인 WDP위에서 동작하는 비연결형(connectionless) 서 비스이다.

1. 네트워크 기술 WAP protocol WTP - WTP는 트랜잭션 형태이 데이터 전송 기능을 제공하는 프로토콜이다. - 트랜잭션 서비스로 신뢰성 없는 단방향 (unreliable one way request), 신뢰성 있는 단방향 (reliable one way request), and 신뢰성 있는 양방향 (reliable two way request) 가 있다 - 신뢰성/비신뢰성 전송기능, 잃어버린 패킷에 대한 재전송과 선택적인 재전송기능 및 데이터의 segmentation/reassembly 와 흐름제어 기능을 가진다. WTLS - 유선과는 달리 낮은 데이터 전송률, 높은 패킷 오류, 작은 단말기의 화면, 적은 메모리 등의 취약 한 자원을 가지고 있으므로 이러한 환경에 적합한 경량의 보안 알고리즘이 필요. - WTLS는 인증, 부인봉쇄, 무결성, 기밀성 등의 보안 서비스를 제공 WAP의 보안체계는 유선쪽은 SSL(secure socket layer)이 무선쪽은 WTLS가 보안을 책임진다.

1. 네트워크 기술 WAP protocol WDP - WDP는 전송계틍 포로토콜에 해당하며, end-to-end 전송을 위해 포트 어드레싱을 제공하여 인 터넷의 UDP와 같은 전송기능을 담당한다. - WDP의 상위프로토콜과 베어러 서비스 사이를 연결해 주는 역할 수행한다.

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) (1) ME의 개요 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) (1) ME의 개요 - ME는 마이크로소프트사가 모바일단말기를 통해 유선인터넷을 접속하기 위해서 만든 접속 프로토콜 - WAP 게이트웨이가 할 일을 모바일 단말기내의 브라우저가 처리(게이트웨이 필요 없음) < ME 네트워크의 구성도 >

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) (2) 프로토콜 구조 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) (2) 프로토콜 구조 - MME1.0은 기본 HTML/HTTP를 이용하여 기존에 제작되어 있는 유선인터넷 콘텐츠를 쉽게 무선으로 쓸 수 있는 환경 제공 - 기존 인터넷 프로토콜과 같은 구조를 상용, 단지 모바일 단말기를 위하여 PPP프로토콜을 사용 TCP / UDP IP HTML / HTTP PPP Non-trans RLP v.110 40K ROM/ 10K RAM + 2K/connection (Projected) 100K ROM/ 20K RAM < MME Stack for Version 1.0 > RLP: Radio Link Protocol

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.2 ME (Mobile Explorer) (3) WAP 과 ME의 비교 구  분 ME WAP 공개성 MS 의존적인 진화 포럼을 통한 표준화 콘텐츠/서비스 개발용이성 별도의 지식 불필요 WAP 이해 및 WML의 습득 필요 네트워크 호환성 기존의 웹 서버 및 부가장치 별도의 WAP G/W 및 부가 장치 콘텐츠 호환성 이미지, 동영상, Plug in 등의 발전을 통한 가능성 별도의 콘텐츠 제작 필요 망사업자의 요구 반영 용이성 프록시를 통한 모듈화와 개방성의 확대 G/W 자체의 기능 변경이 요구됨 End to End Security SSL 탑재로 이미 구현 WAP G/W에서 WAP HTML간의 변환 필요 미래지향성 • UI 개선을 통한 사용성 증대 모색 • WAP 콘텐츠 및 프로토콜 동시 지원 UI의 개선을 통한 사용성 증대 모색

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.3 i-mode (1) i-mode의 개요 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.3 i-mode (1) i-mode의 개요 - i-mode는 일본의 NTT DoCoMo의 무선 인터넷 서비스 표준으로 시장 선점 차원에서 일본에서 개발한 프로토콜 - HTML/HTTP 방식과 HTML4.0을 약간 수정한 c-HTML(compact)를 사용 < i-mode 네트워크 구성도 >

1. 네트워크 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.3 i-mode (2) 프로토콜 기술 1.1 모바일 인터넷 프로토콜 기술 1.1.3 i-mode (2) 프로토콜 기술 - 보안 목적으로 SSL (Secure Socket Layer) 프로토콜과 함께 응용 계층에서 사용 WTCP HTML 링크 계층 IP 물리 계층 TCP HTTP SSL 논리적 인터페이스 무선 인터페이스 기타 유선네트워크 네트워크 < i-Mode 프로토콜 스택 >

1. 네트워크 기술 1.2 Core Network 기술 - 무선통신의 진화 1세대(’80) 2세대(’90) - 무선통신의 진화 1세대(’80) 2세대(’90) 2.5세대(’99~) 3세대(’01~) 3세대 이후(’10~) 아날로그 디지털 데이터 멀티미디어 고속 멀티미디어 voice Voice, SMS 인터넷 ITS AMPS CDMA(98A) CDMA2000 2010 9.6kbps 14.4kbps 144kbps video Pesonality Mobile Computer 인터넷 IMT 2000 (UMTS) CT2 CT3 95B 115kbps 2Mbps HS wireless Multimedia GSM GPRS/EDGE W-CDMA Mobile Mobile Access 802.11 802.11TGb 802.11TGa 54Mbps 무선 LAN 무선 LAN 무선 LAN 무선 1394 2Mbps 11Mbps 25Mbps >100Mbps Home RF Home RF 2Mbps 30Mbps 블루투스 1Mbps

1. 네트워크 기술 1.2 Core Network 기술 1.2.1 IS-95 기술 - IS-95는 CDMA 방식의 셀룰러 이동통신 표준안 ( CDMA는 여러 사용자들이 한 개의 주파수를 나누어 사용하는 기법 ) - 사용자 신호를 유일한 코드 시퀀스로 변조  동시 접속시 발생하는 주파 방해 문제 해결 가능 1.2.2 IS-136 - IS-136은 FDMA(Frequency Division Multiple Access)방식의 통신 기술 - 아날로그 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)로부터 두 단계의 진보를 거쳐서 이루어짐 - IS-136은 디지털 제어 채널과 디지털 음성 채널을 둘 다 포함

1. 네트워크 기술 1.2 Core Network 기술 1.2.3 GSM (Global System for Mobile Communication) - GSM은 시분할 다중접속 방식(TDMA)의 통신 기술 - 종합정보통신망(ISDN)과의 연동을 중시 - GSM는 모뎀을 사용하지 않고도 전화 단말기, 팩스, 랩탑 컴퓨터, 텔리텍스트 터미널 등에 직접 접속해 이동 데이터 서비스를 받을 수 있는 첨단 서비스가 가능 1.2.4 GPRS (General Packet Radio Service) - 범용 패킷 무선 서비스 - 이동전화의 고속 데이터 통신 규격 - W-CDMA로 이행하기 직전의 기술로 2.5세대 기술로 불림 - 데이터량에 따라 과금하는 패킷통신 방식을 채용

1. 네트워크 기술 1.2 Core Network 기술 1.2.5 CDMA (1) CDMA의 개요 - 미국의 퀄컴(Qualcomm)사가 주파수 대역확산기술을 응용하려 개발한 코드분할 다중접속방식의 디지털 셀룰러 시스템 - 여러 사용자가 사간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신할 수 있는 시스템 (2) CDMA2000 - 데이터 전송속도를 높여 다양한 어플리케이션을 수행할 수 있는 서비스 ① CDMA2000의 장점 - 통화 수용량이 20배 이상 증가 - 고품질 통화서비스를 제공 - 보안성이 뛰어남 - 저전력 경량 단말기 사용이 가능 - 서비스 제공이 가능

1. 네트워크 기술 1.2 Core Network 기술 1.2.5 CDMA (2) CDMA2000 ② CDMA2000 특징 - IS-95 의 2배 속도인 144kbps 지원 - 동영상 서비스까지 비교적 자연스럽게 구현 가능 (3) W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) - GSM을 기반으로 구축한 이동통신 사업자들이 IMT-2000으로 채택한 비동기식 CDMA 기술 - 주요 제원 및 기능 • 주파수 밴드 확장 : 2GHz의 주파수 • 새로운 스펙트럼 : 5MHz / CDMA • 새로운 기술 도입 및 음성, 데이터, 영상 서비스 구현 ※ W-CDMA 방식과 CDMA200 방식의 비교 – 교재 참조

1. 네트워크 기술 1.3 이동성 관리 기술 1.3.1 Mobile IP (1) 모바일 IP 개요 1.3 이동성 관리 기술 1.3.1 Mobile IP (1) 모바일 IP 개요 - 단말기에 선 없이 연결하거나 이동하면서 인터넷을 접속하여 자유롭게 사용할 수 있는 이동성 접속방식 - Mobile IP 주소를 적용시키면 어디에서나 IP를 변경하지 않아도 인터넷 서비스나 메일을 이용  고정된 IP와 고정된 라우터가 있어야만 통신이 가능했던 기존의 인터넷 서비스의 단점을 해결하기 위해 고안 - 현재 망에서 이동 노드가 어디에 있던지 관계 없이 IP 서비스를 제공

1. 네트워크 기술 1.3 이동성 관리 기술 1.3.1 Mobile IP ※ 모바일 IP 개념도 1.3 이동성 관리 기술 1.3.1 Mobile IP ※ 모바일 IP 개념도 인터넷 통신 노드 HA(Home Agent) FA(Foreign Agent) MN(Mobile Node) 터널링 ① 이동 노드 (MN: Mobile Node) ② 이동성 에이전트(Mobile Agent) : MN의 위치 정보를 관리 ③ 의탁 주소 (Care-of Address) : MN의 현재 접속점을 의미(FA)하는 것

IPv4 Definition Mobile Node - 현재 접속된 망에서 다른 망으로 이동하여 IP 변경 없이 인터넷에 계속 접속을 원하는 Host나router Home Agent - Mobile Node의 Home Network에 있는 router. - MN이 다른망에 이동하면, 터널을 통해서 datagram을 MN에게 전달 - HA는 자신의 망에 속하는 Home Address를 갖는 단말에 대한 정보를 저장 Foreign Agent - Mobile Node의 visited network에 있는 router - MN 이 등록되어 있는 동안에 routing service를 제공 - HA와 형성한 터널에서 받은 datagram을 MN에 전달하며, MN으로부터 받은 데이터를 전송 Care-of Address - MN 에게 datagram을 전달하기 위한 터널의 end point - “Foreign agent care-of address”는 MN이 접속해 있는 FA의 address - “co-located care-of address”는 MN이 이동한 망에서 획득한 local address

IPv4 Correspondent Node - MN과 통신하고 있는 노드 Home Address - MN이 Home Agent에게 발급받은 IP address - MN 이 다른 망에 접속해도 이 IP는 변경안됨 Link-Layer Address - Media Access Control(MAC) address Mobility Agent - Home agent, Foreign Agent Mobility Binding - Home address + care-of address Visitor List - FA에 방문한 MN의 리스트 Tunnel - datagram이 캡슐화되어 전달되는 path

1. 네트워크 기술 1.3 이동성 관리 기술 Tunneling FA HA 1.3.1 Mobile IP 1.3 이동성 관리 기술 1.3.1 Mobile IP (2) Mobile IP의 동작과정 - 이동 IP의 이동성 지원은 크게 에이전트 발견, 등록, 터널링 동작의 조합으로 설명 가능 5. HA Tunnels Data to the COA FA Tunneling 1. Agent Advertisement 2. MN Registration Request 2.FA Relays Request to HA 3. FA Relays Status to MH 3. Registration Response and Binding 6. FA de-Tunnel and Deliver Data to the MN 4. CN Send Data to MN Via Standard IP Routing HA < 모바일 IP의 동작 과정 >

1. 네트워크 기술 1.3 이동성 관리 기술 1.3.2 Wireless TCP 1.3 이동성 관리 기술 1.3.2 Wireless TCP - Wireless TCP는 전송속도 및 서비스 품질의 제고를 위해 TCP 전송 프로토콜을 무선망에 최적화 시킨 프로토콜 - 무선망의 높은 사용료와 낮은 전송속도 등의 장애요소를 극복하기 위한 방법 중 하나 - 유선망에서 발생하는 오류와 무선망에서 발생하는 오류를 다르게 취급하여 무선망에서 발생하는 오류에 대해서는 congestion control 알고리즘의 호출을 방지하는 방법으로 현재 연구 개발 중 ※ Wireless TCP의 특징 ① 12개 알고리즘에 의한 무선환경에서의 데이터 전송속도 및 전송품질 향상 ② 2개 알고리즘에 의한 전송데이터의 압축 지원 ③ 기존 TCP 프로토콜과의 100% 호환성(Client 수정 불필요) ④ Clustering 및 Load Balancing 으로 망의 트래픽양 변화에 Flexible하게 대처

1. 네트워크 기술 1.3 이동성 관리 기술 1.3.3 MANET (Mobile Ad-hoc Network) 1.3 이동성 관리 기술 1.3.3 MANET (Mobile Ad-hoc Network) - 인터넷 기반의 이동 Ad-hoc 기술을 독자적인 구성이 가능한 이동망 기반구조를 지원하는 기술 - MANET은 광범위하게 변화하는 환경에서 운용되도록 설계 ※ MANET과 일반 고정된 Hop 망과의 차이점 ① 동적 위상 ② 대역에 의한 제한, 가변 용량, 비대칭 가능 링크 ③ 에너지에 의해 제약을 받는 운용 ④ 무선 취약성과 제한된 물리적 보안 ※ 참고 사항 ) Ad-hoc 네트워크 - 각각의 단말기 기기들이 공간상에 독립적으로 존재하면서 자신이 인식할 수 있는 반경 안의 모든 기기들을 모두 연결해서 네트워크화 하는 방식 - 각각의 기기들은 서버가 될 수 있고 허브가 될 수 있으며 클라이언트로도 될 수 있음

1. 네트워크 기술 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.1 Wireless LAN (1) Wireless LAN 개요 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.1 Wireless LAN (1) Wireless LAN 개요 - 무선 형태의 LAN - 다양한 정보와 자원을 공유할 수 있는 LAN의 장점과 제약 없는 연결성 제공이라는 편의성을 동시에 제공하는 무선통신 기술 (2) Wireless LAN 특징 - 일반 이동전화단말기가 발산하는 전력보다 낮은 저전력(low power) 사용 - 전 세계적으로 인정된 비허가 주파수 대역(license-free radio) 사용 ( 신호간섭이 존재하는 곳에서도 매우 수신강도가 강한 속성(very resilient reception attributes)을 가지는 대역확산기술(spread spectrum techniques)의 이용 ) (3) 전송방식 비교 - 협대역(Narrowband) 마이크로웨이브, 적외선(Infrared), 확산 대역(Spread Spectrum) 기술 기반

1. 네트워크 기술 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.2 Bluetooth (1) 블루투스의 개요 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.2 Bluetooth (1) 블루투스의 개요 - 블루투스(Bluetooth)는 두 개의 영어단위로 구성된 합성어로서 우리말로는 ‘푸른 이빨’이란 뜻 - 단거리(10m이내) 무선 통신을 위한 기술 규격 - PAN(Personal Area Network)에서 사용 노트북 무선 키보드 PDA 캠코더 복사기 이어폰 < PAN(Personal Area Network) 에서의 블루투스 >

1. 네트워크 기술 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.2 Bluetooth (2) 블루투스의 필요성 1.4 근거리 네트워크 기술 1.4.2 Bluetooth (2) 블루투스의 필요성 (3) 블루투스의 규격(1.0b) - 1Mbps의 전송 속도(실제 723Kbps) - 전송거리는 10 ~ 100m 까지 가능 - 통신방식은 간섭방지를 위하여 주파수 호핑 방식을 사용 - 저소비 전력(대기 상태 0.3mA, 송수신시 최대 30mA) - 변조 방식 : GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying) - 3 채널의 Voice 지원(A-Law PCM, u-Law PCM, CVSD) - Point-to-Point, Point-to-Multi 방식의 연결 PAN 통합화 컴퓨터 통신 이동통신  유무선 데이터 통신의   활성화  컴퓨터 주변 장치의   무선 접속 기술  이동 단말기와 주변 장치간의 무선접속  컴퓨터 및 통신체  간의 협력 촉진  무선 접속을 통한     편리성 촉구  이동통신을 통한 조회 기능, 전자상거래의 활성화

1. 네트워크 기술 1.5 IPv6 (1) IPv6 개요 - Internet Protocol version 6로 현 IP 주소 체계인 IPv4의 단점을 개선하기 위해 개발된 주소 체계  구분  IPv4  IPv6  주소 길이  32 비트  128 비트  주소 개수  232  2128  품질 제어  품질 보장이 곤란  등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장 용이  멀티미디어 데이터   실시간 처리 기능  데이터 전송의 한계로  불완전  가상현실, 원격진료 등 초고속   대용량 인터넷 서비스 구현  Plug & Play  없음  있음(Auto configuration 가능)  Mobile IP  제한적(비효율적)  가능(효율적)  웹 캐스팅  제한적  가능(Scope Field 증가)

1. 네트워크 기술 1.5 IPv6 (2) IPv6 헤더 형식 - 패킷 처리에 대한 오버헤드를 최소로 줄이기 위해 IPv4의 헤더에 비해 명확하고 단순하게 구성 ※ IPv6 에서 변경 된 사항 ① 헤더를 40 byte의 고정 길이로 변경(확장 가능) ② 패킷 단편화(fragmentation) 관련 필드가 삭제 : 패킷을 중계하는 라우터들의 부하 감소 (3) IPv6 향후 - 프로토콜로의 변환은 큰 비용과 노력이 필요 버전 TC 플로우 레이블 페이로드 길이 다음 헤더 홉 경계 발신지 IP 주소(128비트) 수신지 IP 주소(128비트) 32 비트