IPv6 이동성 관리를 위한 기존의 호스트 기반 프로토콜인 Mobile IPv6는 오랜 기간 동안 많은 연구에 의해 표준화되어진 안정적인 기술이지만 실제 상용망에서는 잘 사용이 안되고 있다. 그 이유는 단말의 수정 요구, 과도한 유/무선 자원 사용, 느린 핸드오버 지연시간 등이 있다. 이와 같은 Mobile IPv6의 단점을 극복하기 위하여 개발된 네트워크 기반 이동성 관리 프로토콜인 Proxy Mobile IPv6가 최근에 주목받고 있다. Proxy Mobile IPv6는 단말에서의 이동성 지원을 위한 수정이 필요하지 않으며, 유/무선 자원도 효율적으로 사용하며, 핸드오버 지연시간도 단축된다는 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 Proxy Mobile IPv6와 기존 호스트 기반 프로토콜인 Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6를 체계적으로 분석하고 핸드오버 지연시간을 비교 분석한다. 비교 분석 결과로서 Proxy Mobile IPv6는 기존 기법들보다 약 $84{\sim}93%$ 정도의 핸드오버 지연시간 단축이 있음을 알 수 있다.
6LoWPAN 센서 노드의 이동성을 지원하기 위해 기존의 Mobile IPv6 (MIPv6)와 같은 프로토콜을 활용하는 것은 저전력에 제한적 사양의 하드웨어로 구성된 6LoWPAN 센서 노드에서 구동되는 것이 현실적으로 불가능하다. 따라서 Mobile Access Gateway (MAG)가 6LoWPAN 센서 노드의 이동시 발생하는 바인딩 시그널링을 대신 처리해주는 Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) 프로토콜을 6LoWPAN에 적용하면 효율적으로 이동성을 지원할 수 있다. 하지만 Proxy Mobile IPv6는 6LoWPAN 이동 센서 노드와 1홉으로 연결되는 경우에 6LoWPAN 이동 센서 노드의 이동을 인지하고 Proxy Binding Update(PBU)를 하게 되지만, 6LoWPAN 센서 네트워크와 같이 멀티 홉으로 구성되는 네트워크에는 Proxy Mobile IPv6를 바로 적용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 기존의 1홉 단위로 연결된 6LoWPAN 이동 센서 노드의 이동성을 지원하는 Proxy Mobile IPv6 프로토콜을 멀티를 환경의 6LoWPAN 센서 네트워크에 적용하기 위한 방법을 제안한다.
최근 무선 네트워크 기술의 발달과 휴대용 기기들의 놀라운 성능향상으로 이동 중에도 통신을 할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해서 IETF에서는 Mobile IPv6와 Proxy Mobile IPv6라는 기술을 표준화하였다. Mobile IPv6는 호스트 기반의 이동성을 제공하는 프로토콜이고, Proxy Mobile IPv6는 네트워크 기반의 이동성을 제공하는 프로토콜이다. 모바일 환경에서의 각 도메인은 Mobile IPv6와 Proxy Mobile IPv6의 프로토콜 기술을 채택하여 이동성을 제공하는데, 각 기술간의 상호 연동과 핸드오버 관점에서의 다양한 고려사항이 존재한다. 본 논문에서는 Mobile IPv6와 Proxy Mobile IPv6의 각각의 환경에서 Inter-Domain 간의 상호 연동과 핸드오버 방법에 대해서 시나리오를 분석한다. 본 논문은 향후 다양한 특성을 지닌 도메인 환경에서 핸드오버 방법에 대해서 고려하고자 할 때 도움을 주고자 한다.
최근 이동 중에도 인터넷을 사용하고자하는 사용자의 요구에 맞추어 노드의 이동성을 제공하기 위한 기술들이 개발되고 있다. 그 중 대표적인 기술이 네트워크 계층에서의 이동성 관리 기법인 Mobile IP 기술이다. Mobile IP 기술은 크게 두 가지 분류로 나눌 수 있다. 하나는 호스트가 직접 핸드오프에 대한 시그널링을 수행하는 호스트 기반 이동성 관리 기술이고, 다른 하나는 네트워크 엔터티가 호스트를 대신하여 호스트의 이동에 따른 시그널링을 수행하는 네트워크 기반 이동성 관리 기술이다. 전자의 대표적인 프로토콜은 Mobile IPv6, Fast Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6가 있고, 후자의 대표적인 프로토콜은 Proxy Mobile IPv6 기법이 있다. 그 중, 최근 가장 주목 받고 있는 기술은 Proxy Mobile IPv6이다. 네트워크 기반 이동성 관리라는 개념이 서비스 제공자와 기기 제조사에게 모두 이득을 주는 방식이기 때문이다. 하지만 Proxy Mobile IPv6는 아직 개발 중인 기법이라 최적화에 대한 논의가 끝나지 않았다. 특히 Proxy Mobile IPv6 도메인 내에서의 라우팅 최적화에 대한 논의는 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 Proxy Mobile IPv6의 네트워크 엔터티인 Mobile Access Gateway의 라우팅 테이블을 이용한 라우팅 최적화 기법을 제안한다. 또한 제안한 기법이 가져오는 성능향상과 효과에 대해 분석한다.
기존의 MIPv6는 오랜 시간동안의 핸드오버로 인하여 많은 패킷 손실 및 오랜 세션 단절을 야기시킨다. 이러한 문제점들을 향상시키기 위하여 Fast handover for Mobile IPv6(FMIPv6) 프로토콜이 개발되었지만 여전히 터널링에 기반한 라우팅 방법은 패킷 순서 어긋남 문제로 인하여 성능이 하락하는 문제를 야기한다. 최근 모바일 단말에서의 이동성 관리 부하를 줄여주기 위하여, 네트워크 이동성 기반인 Proxy Mobile IPv6(PMIPv6)가 제안되었다. PMIPv6는 모바일 단말에서 수행하던 이동성 관리를 네트워크 에이전트에서 해줌으로서 단말의 부하를 줄이고 이동성 관리 지연 시간을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 PMIPv6에서 안정되고 향상된 최적화 라우팅 기술이 접목된 빠른 핸드오버 방법인 Fast Proxy Mobile IPv6(EF-PMIPv6) 제안한다. 제안한 EF-PMIPv6는 고속의 IAPP 기술 및 ND 기법을 이용하여 기존의 MIPv6와 PMIPv6 기법에 비하여 고속의 핸드오버를 지원해 줄 수 있다. 또한 수식분석을 통하여 제안한 방법의 향상된 점을 보여준다. 분석에 있어서는 다양한 파라미터들을 이용하여 제안한 방법과 기존의 방법들에 있어서 핸드오버 지연시간을 비교하였다.
Proxy Mobile IPv6(PMIPv6)의 이동성 지원을 위한 시그널링 메시지에 대한 적절한 보호대책 없이는 Mobile IPv6 (MIPv6)에서와 마찬가지로 리다이렉트(redirect) 공격, MITM(Man-In-The-Middle) 공격, 재생(replay) 공격, DoS(Denial of Service) 공격 등과 같은 다양한 보안공격에 노출된다. 본 논문에서는 PMIPv6와 관련한 기존의 인증기법에 대한 연구의 문제점을 지적하고, PMIPv6에 적용가능한 신속하고 안전한 인증 메커니즘을 새로이 제안한다. 또한 제안기법과 기존연구의 비교를 통해 제안기법이 안전성과 효율성 측면에서 우수함을 보인다.
최근 Internet Engineering Task Force에서 표준화가 된 Proxy Mobile IPv6는 기존의 이동성 보장 프로토콜인 Mobile IPv6가 가지는 많은 문제점을 보완했다. 하지만, Proxy Mobile IPv6에서 같은 Local Mobility Anchor 내에 있고, 다른 Mobile Access Gateway에 있는 Mobile Node 사이의 패킷 전송에 있어서 발생하는 삼각 라우팅 문제는 여전히 존재한다. 이 문제점을 해결하기 위해 최근 Liebsch의 드래프트와 A.Dutta의 드래프트에서 제안된 두 가지의 Route Optimization 기법의 동작 과정을 알아보고, 상호 데이터 전송 상황에서 더 나은 성능을 제공하는 새로운 Route Optimization 기법을 제안한다. 제안한 Route Optimization 기법은 Corresponding Information을 이용하여 Mobile Access Gateway 간 Corresponding Binding을 완료하여, Route Optimization을 설정한다. 제안한 Correspondent Information을 이용한 Route Optimization 기법은 기존의 기법보다 상호 데이터 전송 상황에서 Route Optimization에 필요한 메시지 수가 적기 때문에 시그널링 비용이 감소하였다.
기존의 MIPv6는 오랜 시간동안의 핸드오버로 인하여 많은 패킷 손실 및 오랜 세션 단절을 야기시킨다. 이러한 문제점들을 향상시키기 위하여 Fast handover for Mobile IPv6 (FMIPv6) 프로토콜이 개발되었지만 여전히 터널링에 기반한 라우팅 방법은 패킷 순서 어긋남 문제로 인하여 성능이 하락하는 문제를 야기한다. 최근 모바일 단말에서의 이동성 관리 부하를 줄여주기 위하여, 네트워크 이동성 기반인 Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6)가 제안되었다. PMIPv6는 모바일 단말에서 수행하던 이동성 관리를 네트워크 에이전트에서 해줌으로서 단말의 부하를 줄이고 이동성 관리 지연 시간을 줄일 수 있다. 하지만 현재 제안된 PMIPv6 또한 터널링 기법에 기반한 비효율적인 라우팅 경로로 인하여 성능이 저하될 수 있다. 본 논문에서는 PMIPv6 에서 안정되고 향상된 최적화 라우팅 기술이 접목된 빠른 핸드오버 방법인 Fast Proxy Mobile IPv6 (EF-PMIPv6) 제안한다.
Proxy Mobile IPv6(PMIRv6)는 이동노드가 핸드오버 및 위치등록과 관련된 신호절차를 수행하지 않고 네트워크 기반으로 이동성을 관리할 수 있도록 설계된 프로토콜이다. 기존의 PMIPv6에서 이동노드가 이동 할 때마다 Mobile Access Gateway(MAG)는 원거리에 위치한 Local Mobility Anchor(LMA)에 위치등록을 수행해야 하며, 이러한 위치등록절차는 LMA에 부하를 증가시킬 뿐 아니라, 네트워크로 전달되는 전체 트래픽이 증가하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 Proxy Mobile IPv6 네트워크에서 포인터 포워딩을 이용한 이동성 관리기법을 제안하였다. 제안기법에서는 MAG가 LMA에 등록하는 대신 포인터 포워딩을 이용하여 이웃한 MAG에 등록함으로써 위치등록비용을 감소할 수 있다. 제안기법의 성능을 분석하기 위하여 내재점 마코프 체인(Imbedded Markov chain) 모델을 이용한 비용 계산식을 구하였으며, 수학적인 비용 분석 결과를 통하여 제안기법이 기존의 PMIPv6 보다 우수한 성능을 제공함을 알 수 있다.
와이브로는 IEEE 802.16e 기반으로 이동 중에도 사용자에게 고속 무선 데이터 서비스를 제공하는 기술로 IPv4 기반 인터넷을 통한 이동성 지원은 원활하게 제공되나 IPv6 환경에서는 많은 문제점을 가지고 있다. 와이브로 MAC은 유선망의 이더넷과 와이브로 망 구성요소 간 점대다 연결과 브로드 캐스트 기능을 지원하지 않는다. 또한 이더넷에서 사용하는 MAC 주소를 대체한 CID(Connection ID)를 사용하기 때문에 Mobile IPv6에서 CoA(Care of Address) 생성을 위한 IPv6 Address Auto-Configuration 기능을 이용하는 것은 매우 어렵다. 본 논문에서는 와이브로 서비스 제공을 위하여 Mobile IPv6의 Proxy 기능을 도입하고 이를 적용하는 방안을 제시한다. 제안된 방식을 통하여 와이브로 망에서 IPv6의 장점을 이용한 고속 핸드오버 서비스 제공이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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