Chapter 6 목차 이동성(Mobility) 6.5 원리: 이동 단말의 주소 찾기와 라우팅 6.6 이동 IP

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1 Chapter 6 목차 이동성(Mobility) 6.5 원리: 이동 단말의 주소 찾기와 라우팅 6.6 이동 IP
6.7 셀룰러 망에서의 이동 6.8 이동성이 상위 계층에 미치는 영향

2 용어(1) 홈 네트워크: 이동 단말이 원래 소속된 네트워크 홈 에이전트: 이동 단말을 대신하여 이동성 관리를 한다. 고정 주소
(e.g., /24) 홈 에이전트: 이동 단말을 대신하여 이동성 관리를 한다. wide area network 고정 주소 (permanent address): 홈네트워크에서의 주소, e.g., 상대방(correspondent)

3 용어(2) 방문 네트워크: 이동 단말이 현재 머무는 곳 고정 주소는 변하지 않는다:
방문 주소(Care-of-address): 방문 네트워크에서의 주소 wide area network 방문 에이전트 (foreign agent): 방문 네트워크에서 이동 단말을 대신하여 이동성 관리를 한다. 상대방(correspondent): 이동 단말과 통신을 하는 단말

4 이동중인 친구와 연락을 하는 방법: 얘가 어디 있을까? 모든 전화번호부를 검색? 친구 부모에게 연락?
친구가 자신의 연락처를 알려주기를 기다림?

5 Mobility: 두 가지 접근 방법 라우팅이 처리하도록 한다: 라우터는 라우팅 테이블 교환을 통해서 이동 단말의 고정 주소를 알려준다. 라우팅 테이블에는 현재 이동단말의 방문 주소를 갖고 있다. 종단 시스템(단말)은 이동에 대해 신경을 쓰지 않아도 된다. 종단 시스템(end system)이 처리하도록 한다. 간접 라우팅(indirect routing): 상대방으로부터 이동 단말로 가는 패킷은 홈 에이전트를 통해서 방문 네트워크로 간다. 직접 라우팅(direct routing): 상대방은 이동 단말의 방문 주소를 찾아내어 그 주소로 직접 전달한다.

6 Mobility: 두 가지 접근 방법 라우팅이 처리하도록 한다: 라우터는 라우팅 테이블 교환을 통해서 이동 단말의 고정 주소를 알려준다. 라우팅 테이블에는 현재 이동단말의 방문 주소를 갖고 있다. 종단 시스템(단말)은 이동에 대해 신경을 쓰지 않아도 된다. 종단 시스템(end system)이 처리하도록 한다. 간접 라우팅(indirect routing): 상대방으로부터 이동 단말로 가는 패킷은 홈 에이전트를 통해서 방문 네트워크로 간다. 직접 라우팅(direct routing): 상대방은 이동 단말의 방문 주소를 찾아내어 그 주소로 직접 전달한다. 단말이 많아지면 관리가 힘듬 (scalibility)

7 이동 단말은 방문 네트워크에 등록 등록후: 방문 에이전트는 이동 단말의 존재를 안다.
홈 네트워크 1 이동 단말은 자신이 방문한 네트워크의 방문 에이전트에 연락 2 방문 에이전트는 홈 에이전트에 연락: “이 단말은 현재 나의 네트워크에 있다” wide area network 등록후: 방문 에이전트는 이동 단말의 존재를 안다. 홈 에이전트는 이동 단말이 현재 어디에 있는지 안다.

8 패킷 전송: 간접 라우팅 방문 네트워크 홈 네트워크 방문 에이전트는 패킷을 이동단말에게 전송한다.
홈 에이전트는 중간에서 패킷을 방문 에이전트에게 보낸다. 방문 네트워크 홈 네트워크 3 4 wide area network 1 2 상대방은 홈 네트워크의 주소로 패킷을 보낸다. 이동 단말은 상대방에게 직접 패킷을 보낸다.

9 간접 라우팅 이동 단말은 두 개의 주소를 사용 고정 주소(permanent address): 상대방이 사용 (따라서 상대방은 이동 단말의 현재 위치를 상관하지 않는다.) 방문 주소(care-of-address): 홈 에이전트가 이동 단말에 패킷을 보낼 때 사용 홈 에이전트의 기능은 이동 단말 자신이 수행할 수도 있다. 삼각 라우팅(triangle routing): 상대방과 이동 단말이 같은 네트워크에 있다면 비효율적

10 간접 라우팅: 이동 단말이 또 이동하면 이동 단말이 다른 네트워크로 이동했다면,
새로운 방문 에이전트에 등록한다. 새 방문 에이전트는 홈 에이전트에 이동 단말을 등록한다. 홈 에이전트는 이동 단말의 방문 주소(care-of-address )를 갱신한다. 패킷은 새로운 방문 주소로 전달된다. 이동 단말은 방문하는 네트워크에 transparent하다: 네트워크를 옮기더라도 연결을 계속 유지할 수 있다.

11 직접 라우팅 방문 네트워크 홈 네트워크 방문 에이전트는 받은 패킷을 이동 단말에 전달한다.
상대방은 방문 패킷을 에이전트에 전송한다. 방문 네트워크 홈 네트워크 4 wide area network 2 3 1 4 상대방은 이동 단말의 방문 주소를 요구하여 받는다. 이동 단말은 상대방에게 직접 패킷을 전송한다.

12 직접 라우팅: 삼각 라우팅 문제를 극복 상대방 단말은 이동 문제를 직접 다루어야 한다 : 상대방은 홈 에이전트로부터 이동 단말의 방문 주소를 찾아내야 한다. 만약 이동 단말이 다시 다른 네트워크로 이동했다면?

13 직접 라우팅: 이동 단말이 또 이동하면 앵커 방문 에이전트(anchor foreign agent): 처음 방문한 네트워크의 방문 에이전트(FA) 패킷은 항상 처음에는 앵커 FA에 보내진다. 이동 단말이 또 이동하면: 새 FA는 이전 FA와 연결 (chaining) 세션이 시작할 때 새로운 네트워크로 이동 anchor foreign agent wide area network 2 1 4 3 5 new foreign network correspondent agent new foreign agent correspondent

14 Chapter 6 목차 이동성(Mobility) 6.5 원리: 이동 단말의 주소 찾기와 라우팅 6.6 이동 IP
6.7 셀룰러 망에서의 이동 6.8 이동성이 상위 계층에 미치는 영향

15 이동 IP RFC 3344 앞에서 설명한 원리의 대부분을 수용: 이동 IP 표준의 주요 특징:
홈 에이전트, 방문 에이전트, 방문 에이전트에 등록, 방문 주소(care-of-addresses, 캡슐레이션 (packet-within-a-packet) 이동 IP 표준의 주요 특징: 간접 라우팅를 사용하여 패킷을 전달 에이전트 발견(agent discovery) 홈 에이전트의 등록

16 이동 IP: 간접 라우팅 방문 에이전트로부터 이동 단말로 전달되는 패킷
dest: 방문 에이전트로부터 이동 단말로 전달되는 패킷 dest: dest: 홈 에이전트는 방문 주소를 더 붙여서 방문 에이전트에 전달 고정 주소: 방문 주소(Care-of address): dest: 상대방이 보낸 패킷

17 이동 IP: 에이전트 찾기 에이전트 공고(advertisement): 방문/홈 에이전트는 ICMP 메시지를 사용하여 자신을 알려줌 (typefield = 9) H,F bits: home and/or foreign agent R bit: registration required

18 이동 IP: 등록의 예

19 셀룰러 망의 구성 요소 다른 망 사업자에 의해 운영되는 다른 네트워크 correspondent
wired public telephone network MSC MSC MSC MSC MSC 다른 망 사업자에 의해 운영되는 다른 네트워크

20 셀룰러 망에서의 이동성 관리 홈 네트워크: 이동 단말이 가입하고 있는 네트워크 (e.g., LGT, SKT)
home location register (HLR): 홈 네트워크에 등록된 단말들의 데이터 베이스 예:고정 전화 번호(permanent cell phone #), 가입자 정보(서비스, 요금 등) 단말의 현재 위치(이동 중일 경우 현재 방문 네트워크 주소) 방문 네트워크: 이동 단말이 현재 방문 중인 네트워크 visitor location register (VLR): 현재 네트워크에 방문 중인 단말의 데이터 베이스

21 GSM: 간접 라우팅 상대방이 전화를 할 때 2 호(call)는 홈 네트워크로 라우팅 1 3 4
HLR home network correspondent 2 홈 MSC는 HLR에 문의, 현재 방문 네트워크의 이동번호(roaming number)를 받는다. home Mobile Switching Center 1 호(call)는 홈 네트워크로 라우팅 3 홈 MSC는 방문 네트워크의 MSC에 호 전달 Public switched telephone network VLR Mobile Switching Center 4 홈 MSC는 base station을 거쳐 이동 단말에 호 설정 mobile user visited network

22 이동 단말은 이동시 VLR에 등록 이동 단말은 방문한 네트워크에 자신의 홈 주소를 등록
방문 네트워크의 VLR은 홈 네트워크의 HLR로 위치 갱신 요청 메시지를 보낸다. 이동 단말이 있는 네트워크의 이동 번호 또는 VLR의 주소를 알려준다.

23 GSM: 동일한 MSC에서의 핸드오프(handoff)
Handoff의 목표: 호(call)가 새로운 BSS를 통해서 방해 없이 계속 이루어질 수 있도록 한다. Handoff를 해야하는 이유: 다른 BSS의 신호가 더 강할 때 (연결을 계속 유지, 배터리 사용 감소) 부하 균형:현재 BSS의 채널 부하 감소 GSM은 handoff를 강요하지는 않는다. 다만 어떻게 할지를 말하고 있다. Handoff는 현재의 BSS(old BSS)가 주도한다. VLR Mobile Switching Center old routing new routing old BSS new BSS

24 GSM: 동일한 MSC에서의 핸드오프 1. 현재 BSS는 MSC에게 handoff가 임박했음을 알려준다.(새로운 BSS의 리스트를 제공) 2. MSC는 새 BSS에 경로를 설정(자원 할당) 3. 새 BSS는 단말이 사용할 무선 채널을 할당한다. 4. 새 BSS는 MSC와 이전 BSS에 신호를 보내어 통신 준비가 되었음을 알려준다. 5. 이전 BSS는 단말에 새 BSS로 핸드오프하라고 통보한다. 6. 단말과 새 BSS는 새 채널을 활성화한다. 7. 단말은 새 BSS를 통해서 MSC에 핸드오프가 완료됨을 알려준다. MSC는 호를 새로운 경로로 변경 8. MSC와 이전 BSS의 자원은 해제된다. VLR Mobile Switching Center 2 4 1 7 8 3 old BSS 5 6 new BSS

25 GSM: MSC 사이에서의 핸드오프 앵커 MSC: 통화 중 방문한 첫번째 MSC
call remains routed through anchor MSC 단말이 새로운 MSC로 이동할 때, 새로운 MSC들은 바로 이전 MSC의 뒤에 붙여진다.(MSC chain) home network Home MSC correspondent anchor MSC PSTN MSC MSC MSC (a) before handoff

26 GSM: MSC 사이에서의 핸드오프 IS-41은 MSC chain을 줄일 수 있도록 한다.(선택 사항)
home network Home MSC correspondent anchor MSC PSTN MSC MSC MSC (b) after handoff

27 이동성: GSM vs. 이동 IP Home system 이동 단말이 원래 소속된 네트워크 Home network
GSM element Comment on GSM element Mobile IP element Home system 이동 단말이 원래 소속된 네트워크 Home network Gateway Mobile Switching Center, or “home MSC”. Home Location Register (HLR) 홈 MSC: 이동 단말로 연결될 수 있는 주소를 제공하는 연결점. HLR Home agent Visited System 이동 단말이 현재 방문한 네트워크 Visited network Visited Mobile services Switching Center. Visitor Location Record (VLR) 방문 MSC VLR Foreign agent Mobile Station Roaming Number (MSRN), or “roaming number” 이동 단말이 현재 방문 네트워크에서 도달할 수 있는 주소, 이동 단말이나 상대방은 이 주소를 알지 못한다. Care-of-address

28 무선, 이동성이 상위 계층에 미치는 영향 IP, TCP, UDP의 동작은 무선, 이동망에서도 이루어질 수 있다.
IP의 best effort service는 지속 하지만 성능에 영향: 무선 채널과 handoff로 인한 패킷 손실과 지연이 발생할 수 있다. TCP는 이것을 congestion으로 판단한다. 실시간 트래픽의 지연이 심해짐 무선 채녈의 제한된 대역