Es la vida~

1. 개요

IETF(Internet engineering task force)의 NETLMM(network-based localized mobility management) WG에서는 PMIPv6(proxy mobile IPv6)의 표준화를 완료한 상태이다[1]. PMIPv6는 단말이 PMIPv6 도메인 내에서 이동 시 IP 주소의 변경없이 동작하는 것이 특징이다. 또한 PMIPv6는 멀티모드를 지원하는 단말에 멀티호밍 기능을 일부 지원한다. 기존 PMIPv6의 시나리오는 MN이 하나의 인터페이스만을 기준으로 구성되어 있지만, PMIPv6는 MN이 또 다른 인터페이스를 통해 동일한 PMIPv6 도메인으로 접속하는 것을 가능하게 하며 이러한 멀티 인터페이스 지원은 완전히 명시되지 않았다. 또한, MAG는 MN의 attachment가 핸드오버인지 혹은 새로운 접속으로 인한 이동성 세션 생성인지 결정하기 위해 MN으로부터 추가적인 정보를 획득하거나 예측하는 것을 필요로 한다. 이에 IEEE 802.21-2008에 정의된 MIH(media independent handover)의 이용은 이러한 추가적인 정보를 얻는 데에 있어 도움을 줄 수 있다[3].

본 문서에서는 PMIPv6 절차를 이용하여 IEEE 802.11 무선랜과 3GPP LTE 간에 IEEE 802.21 MIH의 수직 핸드오버에 대해 기술한다. 특히, MIH primitive가 MAG의 multi-technology 시나리오 적용에 있어 도움을 줄 수 있는 방법에 대해 설명한다. IEEE 802.21의 주요 목적은 상위 계층으로의 링크 계층 intelligence를 제공하기 위함이다. 그러므로 이기종망 간에 핸드오버가 좀 더 신뢰성 있고 효율적으로 이루어질 수 있다. 2장에서는 관련 용어에 대해 살펴보고 3장에서는 PMIPv6와 MIH를 이용한 무선랜과 LTE 간에 핸드오버 시나리오와 이를 위해 필요한 PMIPv6에서의 파라미터들을 간단히 설명한다.4장에서 결론을 맺는다.

2. 용어

PMIPv6에 대한 용어는 [1]을 참고하길 바라며 본 문서에서는 MIH와 관련된 용어만을 설명한다.

• MIH

[3]에 정의된 스펙을 지원하는 핸드오버로 MIHF(MIH function), MIH 네트워크 엔티티, MIH 프로토콜 메시지로 구성된다.

• MIHF

ES(eventing service), IS(information service), CS(command service)를 포함하는 핸드오버 서비스를 제공하는 switch function으로 [3]에 정의된 SAP(service access point)를 통해 function 간 메시지를 주고 받는다.

• MIH user

MIHF 서비스에 접속할 수 있도록 MIH SAP를 이용하는 엔티티를 말한다.

• MIHF_ID (MIHF identifier)

MIHF_ID는 NAI(network access identifier)를 말하며 유일한 것이 특징이다.

• MoS (mobility sessions)

MIH의 문제점을 다루고 있는 RFC 5164에 정의된 서비스를 말하며 [3]에 기술된 MIH IS, CS, ES 서비스를 포함한다.

• ES (event service)

ES는 원격 MIHF 혹은 로컬 프로토콜 스택의 하위 계층에서 발생하며 로컬 MIHF 혹은 로컬 상위 계층으로 정보를 전송하는 MoS를 말한다. ES의 목적은 링크 상태의 변화를 알리고 다양한 하위 계층 이벤트를 알리는 것이다.

• CS (command service)

링크를 전환하거나 링크 상태를 얻기 위해 원격 MIHF 혹은 로컬 상위 계층으로부터 원격 혹은 로컬 하위 계층의 프로토콜 스택으로 명령을 보내는 MoS를 말한다.

• PoS (point of service)

MN 기반의 MIHF과 MIH 메시지를 주고받는 네트워크 측면에서의 MIHF를 말한다.

• PoA (point of attachment)

링크 계층의 endpoint를 말한다.

• PMIPv6 클라이언트

IEEE 802.21로부터 MIH 서비스를 이용하는(ex> MIH user) 이동성 프로토콜은 클라이언트라고 부른다. 그러므로 해당 노드(ex> MAG)에서 PMIPv6 클라이언트는 MIH 서비스를 이용하는 PMIPv6 스택을 가진 이동성 노드이다.

3. PMIPv6와 IEEE 802.21 동작

이번 절에서는 IEEE 802.21 네트워크에서 PMIPv6가 어떻게 동작하는지 기술한다. IEEE 802.21의 이용이 하나의 네트워크 액세스 기술을 이용하는 데도 도움이 될 수 있지만 본 문서에서는 여러 액세스 기술의 시나리오를 이용하며 mobile-initiated 핸드오버 만을 고려한다. 그림 1은 PMIPv6에서 여러 액세스 기술을 이용한 시나리오 예를 나타낸 것이다. 그림에서 보는 바와 같이 무선랜과 LTE 간에 핸드오버하게 되는 시나리오를 나타낸다. 이 시나리오에서 MN은 하나 혹은 그 이상의 인터페이스를 이용하여 attach 혹은 roaming하게 된다. 그림 상에서 eNB는 enhanced Nodes B의 약어로 LTE에서 사용되는 용어이다. eNB는 노드-B 기능과 RNC(radio network controller) 기능을 담당하게 되는데, 여기서 노드-B는 안테나를 비롯한 무선 접속 하위 계층을 처리하는 노드를 말한다. S-GW는 serving gateway의 약자로 현재 MN이 접속한 라우터를 말한다. IEEE 802.21이 가능한 또 다른 시나리오는 그림 2와 같다. PoS 엔티티는 MAG에 존재하게 되며 PoA는 2계층 AP에 존재하게 된다. MAG에서 PMIPv6 클라이언트는 MIHF user로서 동작하게 된다.

PMIPv6 시그날링 절차로는 초기에 MN이 attach하는 bootstrapping과 MN의 핸드오버가 있다. 두 절차 모두 nMAG(new MAG)에서 새로운 MN이 액세스 링크에 존재하는 것을 감지하게 되어 LMA로 전송할 PBU 메시지에 필요한 파라미터들을 획득하게 된다. 이 중 IEEE 802.21과 관련된 파라미터는 다음과 같다.

• MN-Identifier

PMIPv6 도메인 내에서 MN을 구별하기 위해 고정된 식별자를 말한다. 예를 들어, IEEE 802.21 핸드오버 시나리오에서 nMAG 내 PMIPv6 클라이언트는 핸드오버를 위한 자원 준비 단계에서 MIH_N2N_HO_Commit. indication 메시지를 수신하게 되며 MN이 target network로 핸드오버를 수행하려는 것을 알게 된다. 이 때 이 메시지는 MN-Identifier를 포함하게 되는데 이는 핸드오버를 수행하기 위한 MN의 MIHF_ID이다. MIHF_ID는 PMIPv6에서 관리 혹은 시그날링 목적으로 MN-Identifier가 사용될 수 있다. MIH 메시지에 대한 자세한 사항은 [3]을 참고하길 바란다. [1]에 따르면 nMAG은 MN의 attachment를 감지한 이후에 MN을 식별할 수 있어야 하며 MN-Identifier 획득 및 네트워크 기반의 핸드오버를 MN에 수행할 것인지 말 것인지를 결정해야 한다. 만약 네트워크 기반의 핸드오버를 수행한다면 MAG는 LMA로 PBU 메시지를 전송한다.

• Handover Indicator(HI) option

이 옵션은 네트워크가 MN이 수행하는 핸드오버의 종류를 알기 위해 필요로 한다. MIH_Link_Up.indication 메시지에 포함되어 있는 OldAccessRouter와 IPRenewalFlag 파라미터는 MAG가 HI option에 포함되기 위해 적절한 값을 찾는데 이용될 수 있다. OldAccessRouter 파라미터는 이전 액세스 라우터의 링크 주소를 포함하고 있으며 IPRenewalFlag 파라미터는 MN이 새로운 PoA에서 IP 주소 변경을 필요로 하는지 여부를 가리킨다. 이 두 파라미터의 존재여부와 값을 기준으로 HI는 MAG에 의해 다음과 같이 선택될 수 있다.

• Mobile Node Link-layer Identifier option

이는 attach한 MN의 인터페이스를 식별하며 PoS/MAG 내 PMIPv6 클라이언트에 의해 수신된 MIH_Link_ Up.indication 메시지에 포함된 LinkIdentifier 파라미터를 통해 얻어진다.

• Access Technology Type (ATT) option

이는 MN이 MAG로 attach한 액세스 기술의 타입을 나타낸다. 이러한 정보는 MIH_Link_Up.indication 메시지에 포함된 LinkIdentifier 파라미터로부터 PoS/MAG의 PMIPv6 클라이언트에 의해 수신된다.

이상과 같이 MIH_Link_Up.indication 메시지로부터 얻어지고 PMIP의 적절한 이용을 위해 필요한 여러 파라미터들이 존재한다. IEEE 802.21에서 이벤트의 교환은 subscription을 근거로 한 서비스로 정의된다. 여기서 subscription은 네트워크 엔티티가 정의된 primitive들을 통해 특정 이벤트에 subscribe 함으로써 생성되는 원격 이벤트를 수신할 수 있는 것을 말한다. nMAG은 MN의 MIH_Link_Up.Indication 메시지를 수신하기 전에 subscription을 먼저 해야만 한다. 이러한 subscription은 핸드오버를 수행하기 이전에 수행되어야 하며 이를 위한 다음과 같은 방법들이 존재한다. MN이 핸드오버를 수행하기 이전에 nMAG은 핸드오버가 수행될 것이라는 것을 지시하는 메시지를 수신한다. 이러한 메시지는 MIH_N2N_HO_Commit.indication이며 이는 MN이 핸드오버를 수행하기 이전에 MIH_N2N_HO_Commit.response 메시지와 함께 응답이 되어야 한다. MIH_N2N_HO_Commit.ind ication 메시지 내에는 MN의 MIHF_ID와 같은 MN과 송수신하기 위한 정보가 있다. MIH_N2N_HO_Commit.resp onse 메시지를 전송하기 전에 nMAG은 적절한 IEEE 802.21 primitive를 교환함으로써 Link_Up 메시지에 대한 원격 이벤트 subscription을 수행해야만 한다.