본 논문에서는 3G 이동통신망과 WiBro 망간 수직 핸드오버 지원을 위한 mobile SCTP (mSCTP) 핸드오버 기법 적용방안을 제안한다. 제안하는 이종망간 mSCTP 핸드오버 기법의 성능분석을 위해 이동 단말에서 mSCTP 핸드오버를 자동적으로 지원하는 시스템을 개발하였다. 리눅스 기반 테스트베드 실험을 통해 핸드오버 지연 관점에서 성능을 분석하고 실험결과를 Mobile IP 핸드오버 기법과 비교하였다. 실험결과, 이종망간 중첩영역에서 이동 단말의 체류시간이 충분히 클 때 mSCTP 핸드오버 지연시간이 상당히 감소될 수 있고, 또한 Mobile IP 보다 상대적으로 더 좋은 핸드오버 성능을 보여주고 있음을 알 수 있었다.
최근, 트랜스포트 계층 이동성 지원 프로토콜로 mSCTP (mobile SCTP)가 제안되었다. mSCTP는 종단 간 이동성 지원은 가능하나 위치관리 메커니즘이 없기 때문에 교신단말이 이동단말일 경우 mSCTP 어소시에이션을 설립하고자 하는 단말(이후, 어소시에이션 설립시작단말이라고 부름)은 외부 망에 위치한 교신단말의 현재위치정보를 알 수 없기 때문에 mSCTP 어소시에이션을 설립할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 어소시에이션 설립시작단말에서 mSCTP와 SIP (Session Initiation Protocol) INVITE 메소드를 연동하여 사용하는 방안이 제안되었으나, 어소시에이션 설립시작단말이 교신단말의 현재위치정보들 획득하는데까지 걸리는 지연시간(이후, 주소획득 지연시간이라 부름)이 길다는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 교신단말의 현재위치정보를 획득하는 것을 목적으로 하는 새로운 SIP 메소드들을 정의하고, 이를 이용하여 주소 획득 지연시간을 최소화하는 연동 방안을 제안한다. 수학적 분석과 시뮬레이션 결과를 통하여 제안하는 방안이 주소획득 지연시간을 감소시킴으로써 모든 유형의 SIP 환경에서 기존의 INVITE 에소드를 사용하는 방안보다 상대적으로 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.
최근 트랜스포트 계층에서 이동성을 지원하기 위한 방안으로 mSCTP가 제안되었다. mSCTP는 SCTP의 멀티호밍 특성을 기반으로 하며, 노드의 이동성을 지원하기 위해 SCTP 커넥션의 종단점에 매핑되는 IP 주소를 동적으로 추가ㆍ삭제하는 기능을 이용한다. 본 논문에서는 mSCTP의 성능 향상을 위해 2계층 정보를 이용하여 새로운 IP 주소를 추가하거나 이전 IP 주소를 삭제하는 시점을 결정하는 방안과 이동 노드에서 데이타 전송 경로 변경을 결정하는 방안을 제안하였다. 또한, 새로운 데이타 경로를 획득하는 시간이 길어지는 경우 핸드오버 지연을 줄이기 위한 방안을 제안하였다 시뮬레이션을 통하여 제안하는 방안이 네트워크 계층의 이동성 지원과 대등한 성능을 보임을 확인하였고, 이동 노드의 속도가 빠를 때는 네트워크 계층에서의 이동성 지원 방안보다 더 나은 성능을 제공함을 볼 수 있었다.
Mobile SCTP (mSCTP) is a new scheme which can be used to provide seamless handover for the mobile node. The reason that is possible is because of the SCTP extension which provides a method to reconfigure IP address on an existing SCTP association (ADDIP). While mSCTP focuses on an association originated ken mobile node (MN) toward fixed correspondent node (CN), mSCTP with Mobile IP support an association originated from CN toward MN by using the Home Agent in Mobile IP and location management. However, there are still some problems related to communication interruption. In this paper, we present a new scheme to solve these problems. The main idea of this scheme is using the home address of MN as a backup path of an SCTP association.
mSCTP(Mobile SCTP)는 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)와 DAR (Dynamic Address Reconfiguration) 확장을 이용해 트랜스포트 계층에서 이동성을 제공하기 위해 최근에 제안된 프로토콜이다. 현재 mSCTP의 가장 큰 문제점은 핸드오버 지연시간(Handover Latency Time)이 길어 실시간 어플리케이션에 적합하지 못하며 핸드오버 시점을 결정(Handover Decision)하는 명시적인 방법이 없다는 것이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 RA (Router Advertisement)를 미리 수신함으로써 핸드오버 지연시간을 최소화 하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, RA를 빠르게 얻을 수 있는 방법으로 RA 캐시(Cache)를 이용한 방법, FMIPv6(Fast Handovers for Mobile IPv6)와 연동을 통한 방법, 듀얼 인터페이스(Dual Interface)를 이용한 방법 등 세가지를 소개 한다. 마지막으로, 제안된 방안의 성능 향상을 확인 하기 위해 세가지 방식 중 FMIPv6와의 연동 방식을 리눅스 기반의 실제 시험 환경을 구성하여 핸드오버 성능을 측정하였다. 실험한 결과 전체 핸드오버 지연시간의 대부분이 RA를 받는데 있음을 확인 할 수 있었고, 이를 줄임으로써 전체 핸드오버 성능을 크게 향상시킬 수 있었다.
PR-SCTP를 이동환경 지원이 가능하도록 확장함으로써 이동 환경에서 멀티미디어 스트림 전송을 요구하는 응용을 지원하는 트랜스포트 계층 이동성 지원 프로토콜인 uPR-mSCTP를 제안하였다. uPR-mSCTP에서는 비순서화 비신뢰성 데이터 전송 서비스를 지원하기 위한 규칙을 정의하였고, 핸드오버 시 핸드오버 지연을 최소화할 수 있는 방안을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 IPv6에 uPR-mSCTP를 탑재한 경우와 UDP를 탑재한 네트워크 계층 이동성 지원 프로토콜들의 성능을 비교한 결과, uPR-mSCTP는 핸드오버 시 패킷전송률을 줄이기 때문에 네트워크 자원낭비를 줄이고, FMIPv6에 근접하는 패킷손실률을 보이며, MIPv6 HMIPv6에 비해서는 훨씬 낮은 패킷 손실률을 보임을 알 수 있었다. 또한 uPR-mSCTP는 UDP를 탑재한 네트워크 계층 이동성 지원에 비해 제어패킷 오버헤드를 줄이는 장점을 가진다.
This paper analyzes the handover latency of Mobile IP and mobile SCTP over IPv6 networks. The analytical results are compared with the performance by experiment over Linux testbed. For analysis, we consider the two handover scenarios: horizontal handover and vertical handover. From the results, we see that mSCTP can provide smaller handover latency than Mobile IP. Moreover, mSCTP can give much smaller handover latency for vertical handover, compared to horizontal handover.
This paper proposes a dynamic IP address configuration (DAC) scheme for mSCTP handover, which exploits the information from the link layer to support SCTP handover between heterogeneous access networks. The proposed DAC scheme enables a mobile terminal to automatically add a new IP address in the newly visited region, change the primary path, and delete the old IP address so as to support the mSCTP handover. For experimental analysis of mSCTP handover, we consider the handover scenarios for 3G-BWA and 3G-WLAN over Linux platforms. From experimental results, it is shown that the throughput and handover latency of the mSCTP handover would be affected by the timing of primary-change and the overlapping period.
무선 네트워크와 모바일 기술의 발달로 무선상에서의 통신뿐만 아니라, 모바일 기기의 이동성에 대한 요구가 점점 더 커지고 있다. 모바일 기기의 이동성을 지원하기 위해Fast Mobile IPv6 (FMIPv6), Hierarchical Mobile IPv6 (HMIPv6)와 같은IPv6기반의 네트워크 계층 프로토콜이 제안되어 왔으며, 최근에는 트랜스포트 계층에서 동작하는 mobile Stream Control Transport Protocol (mSCTP) 가 제안 되었다. 네트워크 계층에서의 이동성을 지원하기 위한 방안 중 하나인 FMIPv6 의 핸드오프 과정은 엑세스 라우터간 양방향 터널링을 설정 함으로서 엑세스 라우터의 버퍼링 오버헤드가 발생하고, 터널링 과정을 위한 메시지 교환으로 인해 핸드오프 지연이 발생하게 된다. 본 논문에서는 FMIPv6 의 이러한 단점을 해결하기 위해 트랜스포트 계층의 이동성 지원 방안인 mSCTP 를 이용한 통합 핸드오프 기법을 제안한다. 양단의 세션을 유지한 채 새로운 IP 주소를 등록 할 수 있는 mSCTP 를 사용 함으로서 FMIPv6 의 터널링으로 인해서 발생하는 엑세스 라우터의 오버헤드와 핸드오프 지연 시간을 줄이고 전체적인 핸드오프 성능을 향상 시킨다.
차세대 통신망이 AII-IP 기반으로 진화함에 따라 IP 기반의 이동성 프로토콜의 중요성이 증가하고 있다. 특히 차세대 통신망의 주요 서비스로 등장한 VoIP와 같은 실시간성이 요구되는 서비스를 지원하기 위한 심리스(Seamless) 이동성 지원 프로토콜에 대한 연구는 중요하다. 최근, 네트워크 계층에서의 이동성 지원 프로토콜과는 전철 다른 접근 방식인 트랜스포트 계층에서의 이동성 지원 방안으로 mSCTP가 제안되었으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 우선/이동 네트워크 환경에서 실시간 응용 서비스를 지원하기 위하여 mSCTP를 확장하는 방안을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 방안의 성능을 네트워크 계층에서의 이동성 지원 방안들과 비교한 결과, 핸드오버에 의해 발생되는 패킷 손실률 측면에서는 제안하는 방안이 대부분의 IPv6 이동성 지원 프로토콜들보다 향상된 성능을 보이나 처리율 면에서는 IPv6 이동성 지원 프로토콜보다 조금 낮은 성능을 보임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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