무선 망에서의 자원 예약시스템 및 자원 예약방법 document_id A220623014792

본 발명은 무선 망에서 자원 예약시스템 및 자원 예약방법에 관한 것으로, 특히 무선 망에서 단말의 이동성을 고려하여 자원을 관리하는 자원 예약시스템 및 자원 예약방법에 관한 것이다. 일반적으로 무선 망에서는 서비스 품질 (QoS)을 보장하기 위해 자원 예약 상태 관리 방식이 사용되고 있다. 상기 상태 관리 방식은 현재 세션 (Session)별로 자원을 미리 예약하여 사용하도록 하는 방안이다. 상기 상태 관리 방식은 크게 하드-스테이트 (Hard-State)를 기반으로 하는 방안과 소프트-스테이트 (Soft-State)를 기반으로 하는 방안으로 구분할 수 있다. 상기 하드-스테이트 (Hard-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식은 해당 세션의 주체에 의한 세션 해제 요청에 의해 해당 세션에 따른 자원을 해제한다. 그리고 상기 소프트-스테이트 (Soft-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식은 해당 세션의 주체에 의한 주기적인 세션 유지 요청에 의해 해당 세션에 따른 자원을 유지한다. 도 1은 하드-스테이트 (Hard-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식과 소프트-스테이트 (Soft-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식의 성능을 대비하여 보이고 있는 도면이다. 상기 도 1에서도 볼 수 있는 바와 같이 망 상태가 좋은 경우에는 하드-스테이트 (Hard-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식이 좋은 성능을 보인다. 하지만 망 상태가 좋지 않은 경우에는 소프트-스테이트 (Soft-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식이 좋은 성능을 보인다. 상기 소프트-스테이트 (Soft-State)를 기반으로 하는 상태 관리 방식의 대표적인 예는 자원 예약 프로토콜 (Resource Reservation Protocol ; RSVP)이다. 상기 RSVP는 인터넷의 응용 서비스의 요구 사항을 보장하기 위해서 자원을 확보하기 위한 절차를 규정한다. 상기 RSVP는 특정 세션에 속한 패킷에 대해서 동작하는데, 하나의 세션은 목적지 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol ; IP) 주소, 수송 프로토콜 형태 (Transport Protocol Type) 및 목적지 포트 번호 (Port Number)로 정의된다. 상기 RSVP는 인터넷 통합 서비스 모델에서 정의한 서비스의 요구 사항을 만족시키기 위해서 라우터 (Router)에서 경로 상태 (Routing State)를 설정하는 인터넷의 신호 프로토콜이라 할 수 있다. 상기 RSVP는 단방향 (simplex) 모드로 동작한다. 즉 양 종단 호스트는 각각 서로 다른 방향에서 자원을 요청하게 된다. 따라서 상기 RSVP는 수신자가 주도하여 자원 요청을 수행하는 것이다. 예컨대 예약 주체가 단말 (Mobile Node ; MN)인 경우를 가정하면, 상기 단말은 갱신 메시지 (Refresh Message)를 주기적으로 전송한다. 상기 갱신 메시지는 현재 세션의 유지를 요청한다. 그리고 상기 갱신 메시지를 전송하는 주기는 갱신 간격 (Refresh Interval)이며, 해당 세션의 생성 시에 결정된다. 통상적으로 상기 갱신 간격은 해당 세션별로 고정된 값이 부여된다. 상기 갱신 메시지는 현재 세션을 위해 형성된 경로 (Path)를 통해 상대 노드(CN)까지 전달된다. 상기 경로상에는 복수의 라우터들이 존재한다. 상기 복수의 라우터들 중 상기 단말이 최초로 연결된 라우터를 서빙 라우터 (Serving Router)라 하며, 상기 서빙 라우터와 상대 노드 (CN) 사이에 존재하는 라우터를 중계 라우터 (Relay Router)라 한다. 상기 서빙 라우터와 중계 라우터는 해당 세션을 위해 형성된 경로에서 각 구간 별로의 자원을 할당한다. 상기 서빙 라우터와 중계 라우터 및 상대 노드 (CN)는 설정된 갱신 간격이 경과할 때까지 갱신 메시지를 수신하지 못하면, 해당 세션을 위해 할당된 자원을 회수한다. 상기 해당 세션을 위해 할당된 자원의 회수는 해당 세션의 종료를 의미한다. 상기 세션이 종료되는 시간 (State Time-out Interval)은 갱신 간격을 기반으로 하여 결정된다. 일반적으로 상기 세션이 종료되는 시간 (State Time-out Interval)은 갱신 간격의 정수 배로 결정된다. 한편 무선 망에서는 단말의 이동성이 반드시 고려되어야 한다. 따라서 무선 망에서의 상태 관리 방식에서도 단말의 이동성에 대한 고려가 요구된다. 도 2는 기존 무선 망에서 단말의 핸드오프 상황을 고려하여 RSVP 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 단말은 갱신 간격 Trefresh에 의해 지정되는 전송 시점 t0, t1, ..., tn, tn+1에서 갱신 메시지를 전송한다. 상기 갱신 메시지는 해당 세션에 대응한 경로를 통해 전파된다. 상기 단말은 tn과 tn+1 사이에서 핸드오프가 발생하면, 이동하고자 하는 타깃 라우터 (Target Router)를 통해 새로운 경로를 설정한다. 상기 핸드오프 발생에 대응하여 새로운 경로를 설정하기 위해서는 소정의 시간이 소요된다. 이를 핸드오프 지연시간 (Tho)이라 칭한다. 하지만 상기 핸드오프가 완료되더라도 기존의 경로는 존재한다. 상기 기존 경로는 tn으로부터 세션이 종료되는 시간 (State Time-out Interval)이 경과할 시 상기 기존 경로에 의해 점유된 자원이 해제된다. 따라서 핸드오프에 의한 새로운 경로가 설정되면, 핸드오프가 완료된 시점에서 세션이 종료되는 시간 (State Time-out Interval)까지는 기존의 경로와 새로운 경로가 동시에 존재한다. 상기 두 개의 경로가 동시에 존재하는 구간을 자원 낭비 구간 (Twaste)이라 한다. 즉 새로운 경로가 설정된 후 기존 경로에 의해 점유된 자원이 해제될 때까지 상기 기존 경로에 의해 점유된 자원은 손실이라 할 수 있다. 이와 같은 자원 손실을 방지하기 위해서는 핸드오프에 의해 새로운 경로가 설정될 시 신속하게 기존 경로에 의해 점유된 자원을 해제할 수 있어야 한다. 이를 위한 방법으로 중계 라우들 중 기존 경로와 새로운 경로가 분기되는 중계 라우터 (Crossover Router, 이하 "분기 라우터"라 칭함)가 서빙 라우터까지 연결하는 기존 경로에 의해 점유된 자원을 강제로 해제할 수 것을 요청할 수 있다. 이 경우 상기 분기 라우터는 해당 세션을 설정한 주체가 아니므로, 강제로 기존 경로에 의해 점유된 자원을 해제할 시 인증 (Authorization) 문제가 야기될 수 있다. 따라서 상기 분기 라우터가 기존 경로에 의해 점유된 자원의 강제 해제를 요청하도록 하기 위해서는 별도의 인증 과정이 요구된다. 이를 위한 다른 방법으로 갱신 간격을 줄일 수 있다. 하지만 갱신 간격을 줄이게 되면, 단말이 상대적으로 많은 갱신 메시지를 전송하여야 한다. 이는 갱신 메시지를 전송하기 위해 필요한 자원을 증가 시키게 된다.