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3G 셀룰러망과 IETF

건국대학교 컴퓨터 공학과

김기천

kckim@konkuk.ac.kr

충남대학교 정보통신공학과

김병철

byckim@mission.cnu.ac.kr

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vv차례차례

u Mobile IP WGu Seamoby WGu ROHC WGu결론

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vv33G G 셀룰러망과셀룰러망과 IETFIETF

u 3G 셀룰러 망 기술규격에 있어서의 IETF의 입장에서 본 표준화 활동 동향• Mobile IP WG

§ 3G의 IP핵심망의 라우팅 프로토콜

• Seamoby WG§ 셀룰러 망에 적용시켰을 경우의 각종 문제점해결

과 성능 향상

• 마이크로 이동성, 페이징, 컨텍스트 관리

• ROHC WG§ 셀룰러 링크상에서 압축

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vvMIP WGMIP WG의의 연구내용연구내용

u이동 사용자/노드를 인식하기 위한 NAI 의 사용

u Mobile IP에서 도메인 내/외를 지원하기 위해AAA 기능을 사용하는 방법 규정

u IPv4 의 제한적인 주소공간을 향상시키기 위한

솔루션

u셀룰러/무선 망에서의 요구사항 문서화

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vvMIP WGMIP WG의의 동향동향

u 최근동향• RFC2002bis• MIPv6 지역적 등록

• INRIA HMIPv6 Proposal• 계층적 MIPv6 fast 핸드오프

• IPv6에서의 지역적 이동성 에이전트

• 이동망을 지원하기 위한 MIPv6 확장

• 듀얼스택 기반의 IPv4 와 IPv6 혼용망에서 이동성 지원

u 장기계획• Diff-serv와 Int-serv/RSVP를 사용한 이동환경에서의

Qos• 지역 프라이버시

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vvRFC2002bisRFC2002bis

u Charles Perkinsu VJ 헤더 압축을 드래프트에서 제거

u MN-HA 인증이 단지 인증뿐 아니라 MN-AAA(홈AAA 서버) 인증까지 가능

u MN이 FA나 HA로 부터의 오류를 결정하기 위해 상태 코드를 찾는 것을 허용

u MN은 광고된 주소목록 중의 첫 번째 COA를 선택

u가독성을 위해 테이블 내의 확장번호 합병

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vvIPv6IPv6에서에서 지역적지역적 이동성이동성 에이전트에이전트

u Gopal Dohmity, M. Subbarao, R, Patilu 두 가지의 이동성 에이전트 존재

• LC-LMA(link connected mobility agent)• H-LMA(no link connectivity mobility agent)

u MN은 H-LMA와 CN으로의 두 가지의 바인딩 갱신 수행

u MN은 H-LMA로의 바인딩 갱신을 위해서 LC-LMA의 주소를 이용

u 바인딩 갱신을 다른 패킷으로 캡슐화해서 전송

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vvIPv6IPv6에서의에서의 지역적지역적 이동성이동성 에이전트에이전트

u LC-LMA 는 MIP의 FA처럼 동작

u LC-LMA 는 LMA COA를 광고

u MN은 바인딩 갱신시 LMA COA를 COA로 사용

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vvIPv6IPv6에서의에서의 지역적지역적 이동성이동성 에이전트에이전트

u H-LMA는 지역적 HA처럼 동작

u MN 은 H-LMA의 주소나 광고중의 H-LMA CoA 를 인식

u MN은 캡슐화 된 바인딩 갱신을 전송

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vv이동망을이동망을 지원하기지원하기 위한위한 MIPv6 MIPv6 확장확장

u이동망은 이동 라우터와 접속된 노드들로 구성

u이동망 안에 있는 노드들의 이동성은 자동적

u MN은 이동 라우터에 접근하고 HA에 등록

u CN은 이동망 노드에 패킷을 보내지만, 직접 전송할 방법은 존재하지 않음

u새로운 접속점의 망 프리픽스로 바인딩 갱신

u주소블록을 획득하고 망을 재 넘버링

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vv듀얼스택듀얼스택 기반의기반의 IPv4 IPv4 와와 IPv6 IPv6 혼용망에서혼용망에서 이동성이동성 지원지원

u IPv4 망에서 IPv6망으로 이동하거나 그 반대일경우 패킷 수신

u듀얼스택 모형 제안

u주소 사상자가 IPv4 와 IPv6 COA를 대응

u MIP 메시지를 MN 프로토콜 스택으로 리다이

렉트

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vv듀얼스택듀얼스택 기반의기반의 IPv4 IPv4 와와 IPv6 IPv6 혼용망에서혼용망에서 이동성이동성 지원지원

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vv듀얼스택듀얼스택 기반의기반의 IPv4 IPv4 와와 IPv6 IPv6 혼용망에서혼용망에서 이동성이동성 지원지원

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vvSeamoby Seamoby 워킹그룹워킹그룹

u워킹그룹 표준화 동향

• Mobile IP WG에서 분리

§ Transport 영역에 존재

• End to End Performance

• 정식이름§ Context and Micro-mobility Routing

• 워킹그룹 의장

§ 선 마이크로 시스템의 Pat Calhoun§ 3com의 Phillip Neumiller

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vvSeamoby WG Seamoby WG 표준화표준화 내역내역

u The IP Paging Design Team• MS의 빠른 위치 파악을 위해 IP layer Paging 규격화

u The Micro-Mobility Design Team• Access망에서의 빠른 핸드오프를 지원

• 데이터/트래픽의 지연을 감소하게 하여 전체적으로 도메인에서의 성능을 높임

u Context Transfer Design Team• 컨텍스트 전송을 위한 요구사항 분석

• 세션설정을 위한 컨텍스트 정보 전송을 위한 프로토콜규격화

• QoS정보(intserv, diffserv), 헤더압축상태, 보안 컨텍스트, 혼잡제어 관리 상태, AAA정보 등을 포함

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vvSeamoby WGSeamoby WG--Micro MobilityMicro Mobilityu Micro Mobility란?

• 무선 억세스 망에서의 기지국 단위, 페이징 단위의 보다 적은 범위의 위치 이동성을 제어

• MIP의 글로벌 한 HA-FA-MH간 위치이동성 제어 X• 빠른 hand-off처리

• 위치 이동을 신속하게 국부적으로 제어

• 이동제어의 효율과 시스템의 확장 및 전송률을 높임

Global Internet wi th Mobi le IP

Wire less access ne tworkLoca l hando f f

Gateway

Coarse grain mobility

fine grain mobility Global mobility

Global Internet wi th Mobi le IP

Wire less access ne tworkLoca l hando f f

Gateway

Coarse grain mobility

fine grain mobility Global mobility

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vvMicro Mobility Micro Mobility –– Draft ResearchDraft Research

1. Cellular IP2. HAWAII3. Regional Registration4. Mobile IP Based Micro Mobility Management

Protocol in The 3rd Wireless Network

§ 위 draft들은 아직 현재 Mobile IP WG에서 분리되지 않은 상태임

§ Seamoby WG은 현재 RFC/draft를 가지고 있지않음

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vvCellular IP Cellular IP -- 위치제어위치제어

u 셀룰러 IP 도메인 사이의 이동은 Mobile IP가 담당

• 광대역 이동성

u 셀룰러 IP 도메인 내의 이동은 cellular IP가 담당

• 마이크로 이동성

§ Celluar IP Gateway는 도메인 내의 모든 호스트의 정보를 유지하고 외부에서 전달되는 패킷을 이동 호스트에게 전송

§ 이동 호스트와 Gateway간의 위치정보는 이동 호스트가 Gateway에게 등록하여 소프트상태로 유지되며 신속한 hand-off를 위해 semi-hand-off 메커니즘을 제공

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vvCellular IP Cellular IP –– NetworkNetwork구조구조

Internet Backbone with Mobile IP

Cellular IP Network Cellular IP Network Cellular IP Network

GWGWGW

BSBS

BS

MH MH

Global Mobility with MIP

Micro Mobility with Cellular IP

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vvCellular IP Cellular IP –– 이동성이동성 관리관리

u 이동성 관리 상태

• Active상태

§ Routing cache§ 기지국단위의 위치 제어

• Idle상태

§ Paging cache, IP페이징

§ 보다 광범위한 위치 제어

u 특징• Cellular IP는 마이크로 이동성과 차별화 된 이동성 관리 상

태를 지원

• 그러나 Cellular IP node에 특정적인 프로토콜을 사용해야하며 Cellular IP GW에서 항상 모든 호스트의 모든 이동을감지해야 함.

Active Idle

•receives or wishes to send a data packet•must transmit a route-update packet

•When the host has not received or transmitted any data packets for some time

•route-update packet(by timer, by handoff)•data receive •paging-update

packets(by timer, by new paging area)

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vvRegional Registration Regional Registration

u네트워크 구성

• FA들을 계층적으로 구성하여 각 계층에서 하부 이동만을 관리하는 구조

§ 기본적으로 2계층인 HA - 게이트웨이 외부 에이전트(GFA) - 지역 FA (RFA) - 이동 호스트로 구성

PublicNetwork

HomeNetworkVisited Domain

HAFA

MN

GFA

FA FA firewall

Regional Tunneling Management domain

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vvRegional Registration Regional Registration -- 동작동작

u 등록 단계를 2단계로 구분하여 적용

• HA-GFA간의 등록은 Home Registration

§ GFA간 이동 시 이동호스트는 GFA를경유하여 HA에게 등록

• GFA-MN간의 등록은 Regional Registration

§ 이동호스트가 동일한 GFA가 관리하는 RFA간의 이동 시 GFA를 HA로 인식하고 GFA에게 등록

u 특징• 특별히 이동성 관리 상태를 정의하고 있지는 않으며 기

본적으로 2계층의 구조를 가지고 있음

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vvRegional Registration Regional Registration -- 등록등록

HAFA GFAMN

Registration Request Reg. Request w/ext

Reg. Request

Reg. ReplyReg.Reply w/ext

Registration Reply

HAFA GFAMN

Registration Request Regional Reg. Req. w/ext

Regional Reg.Reply w/extRegistration Reply

홈 등록

지역적 등록

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vvHAWAII HAWAII -- 특징특징

u Handoff Aware Wireless Access Internet Infrastructure• Mobile IP와 연계하며 광대역 이동성 지원

• HAWAII 도메인 내의 마이크로 이동성 모두 지원

• 이동성 관리상태 정의에 의한 차별화 된 이동성 관리

• IP페이징 지원

• 특화된 handoff기법 지원

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vvHAWAII HAWAII –– 네트워크네트워크 구조구조

Internet core

Home domain Foreign domain

Home domain root router

Foreign domain root router

Mobile Host

Movement within domain (no HA involved)

Movement across domains (HA notified of CCOA)

Movement within domain (no HA notification)

Encapsulated IP packet

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vvHAWAII HAWAII -- 위치제어위치제어

u HAWAII 도메인 사이의 이동은 Mobile IP가 담당• 광대역 이동성

u HAWAII IP 도메인 내의 이동은 HAWAII 프로토콜이 담당

• 마이크로 이동성

• 호스트 기반의 경로배정 엔트리를 유지하여 변경되는경로만 위치수정을 하는 방법

§ 도메인 루트 라우터가 해야 하는 위치수정 부담을 하부 라우터에게 분산

• 두 가지의 handoff 방법 지원

§ Forwarding Scheme(TDMA)§ Non Forwarding Scheme(CDMA)

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vvForwarding SchemeForwarding Scheme

Router 1 Router 2

Mobile Host IP : 1.1.1.1

Old BS NEW BS

Router 0

1 : Mobile IP registration request message

23

4 5

6

7 : Mobile IP registration reply message

1.1.1.1àB 01.1.1.1àA 3

1.1.1.1àB 01.1.1.1àA 2

DefaultàA 01.1.1.1àB6

DefaultàA 01.1.1.1àB 5

1.1.1.1àB 01.1.1.1àC 4

AA

AA

AA

AA

AA

BBBB

BB BB

BB CC

22

2

28

vvNon Forwarding SchemeNon Forwarding Scheme

Router 1 Router 2

Mobile Host IP : 1.1.1.1

Old BS NEW BS

Router 0

1 : Mobile IP registration request message

25

4 3

6

7 : Mobile IP registration reply message

1.1.1.1àB 01.1.1.1àA 4

1.1.1.1àB 01.1.1.1àA 5

DefaultàA 01.1.1.1àB1

DefaultàA 01.1.1.1àB 2

1.1.1.1àB 01.1.1.1àC 3

AA

AA

AA

AA

AA

BBBB

BB BB

BB CC

66

6

29

vvHAWAIIHAWAII

u이동성 관리 상태

• 활성화, 대기상태, 널(Null)상태

§ 페이징 수행, 차별화 된 위치 제어

u특징

• 페이징 정책을 적용할 경우 이동 호스트는HAWAII 프로토콜을 구현 필요

§ 이동노드에게 HAWAII구조를 숨기는 투명성 원칙에 위배되는 단점을 가짐

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vvMobile IP Based Micro Mobility Management Mobile IP Based Micro Mobility Management Protocol in The 3rd Wireless NetworkProtocol in The 3rd Wireless Network

u 3세대 무선 네트웍은 Mobile IP의 관점에서 볼때 다수의 기지국을 관리하는 PDSN(Packet Data Serving Node)이 FA의 기능을 담당

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vvMobile IP Based Micro Mobility Management Mobile IP Based Micro Mobility Management Protocol in The 3rd Wireless NetworkProtocol in The 3rd Wireless Network

u전체 무선 네트웍에서 PDSN-HA는 글로벌 이동, PDSN-RNN은 마이크로 이동을 담당하게 되는 구조를 갖음

• PDSN간의 이동은 FA간의 이동을 야기하고 HA에의 등록을 요구

• 기지국간의 handoff 는 RNN-PDSN간 핸드오프메커니즘이 필요

• MIP확장의 정의하여 RNN-PDSN간 위치제어

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vvRohc Rohc 워킹그룹워킹그룹

u Transport영역/Robust Header Compression WGu 규격제정 목표

• 목표는 높은 에러 율과 긴 라운드 트립시간을 가지는셀룰러 링크상의 헤더압축방법을 규격화

• RFC1144,RFC2508등의 헤더압축방법을 셀룰러 무선구간에 효율적이도록 수정 규격화

• IP/UDP/RTP/TCP과 같은 패킷들의 헤더 압축

• WCDMA, EDGE와 CDMA-2000같은 기술을 이용한 셀룰러 망에서 잘 작동하도록 규격화

• Ipv4 및 Ipv6를 모두 지원

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vvRohc Rohc 워킹그룹워킹그룹

u 현재 워킹그룹의 활동

• 표준문서

§ ‘Requirements for robust IP/UDP/RTP header compression’

§ ‘RObust Header Compression (ROHC)’§ ’Lower Layer Guidelines for Robust RTP/UDP/IP

Header Compression’§ ‘TCP-Aware RObust Header Compression (TAROC)’§ ‘ROHC over PPP’등의 드래프트가 제출

• 3GPP,3GPP2와 같은 표준기구와 상호 feedback

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vv결론결론

u 3G 셀룰러 망 기술규격에 있어서의 IETF의 입장에서 본표준화 활동 동향

• 3G의 IP핵심망의 라우팅 프로토콜을 위한 Mobile IP WG• 셀룰러 망에 적용시켰을 경우의 각종 문제점해결과 성

능을 높이기 위한 Seamoby WG• 셀룰러 링크상에서 효율을 높이기 위한 ROHC WG

u 각 WG은 실제 3G 망에 신속하게 적용이 가능하게 하기위해 3GPP,3GPP2등의 표준화 단체로부터 요구사항을접수하고 이를 바탕으로 규격제정을 하고 있는 상태