본 논문에서는 이기종 무선 네트워크에서 다중 무선 네트워크 인터페이스를 이용한 고속 IP이동성 관리 방법을 제시한다. 구체적으로, 핸드오버로 인한 패킷 손실과 핸드오버 지연시간을 최소화하기 위해, E-MAP과 이동 단말 간 멀티 캐스팅 터널링을 동적으로 생성하는 IETF HMIPv6를 확장한 E-HMIPv6를 제시하였다. E-HMIPv6는 IETF HNIPv6의 MAP의 확장, 핸드오버 절차, 동시 다중 터널링를 포함 한다. 제안된 방법의 우수성을 증명하기 위해 기존의 이동성 관리 방법과의 TCP과 UDP 기반의 어플리케이션에서의 성능 비교를 위해 NS-2 시뮬레이션을 수행하였다.
본 논문에서는 이기종 무선 네트워크에서 다중 무선 네트워크 인터페이스를 이용한 고속 IP 이동성 관리 방법을 제시한다. 구체적으로, 핸드오버로 인한 패킷 손실과 핸드오버 지연시간을 최소화하기 위해, E-MAP과 이동 단말 간 멀티 캐스팅 터널링을 동적으로 생성하는 IETF HMIPv6를 확장한 E-HMIPv6를 제시하였다. E-HMIPv6는 IETF HNIPv6의 MAP의 확장, 핸드오버 절차, 동시 다중 터널링를 포함 한다. 제안된 방법의 우수성을 증명하기 위해 기존의 이동성 관리 방법과의 TCP과 UDP 기반의 어플리케이션에서의 성능 비교를 위해 NS-2 시뮬레이션을 수행하였다.
This paper presents a fast IP mobility management scheme in heterogeneous networks using the multiple wireless network interlaces. More specifically, in order to minimize the packet loss and handover latency due to handover, the E-HMIPv6, IETF HMIPv6 has been extended, is presented where the multipl...
This paper presents a fast IP mobility management scheme in heterogeneous networks using the multiple wireless network interlaces. More specifically, in order to minimize the packet loss and handover latency due to handover, the E-HMIPv6, IETF HMIPv6 has been extended, is presented where the multiple tunnels between E-MAP and mobile node are dynamically constructed. E-HMIPv6 is composed of the extension of IETF HMIPv6 MAP, handover procedure, and simultaneous multiple tunnels. In order to demonstrate superior to the proposed method, the NS-2 simulation has done for performance evaluation of TCP and UDP-based application comparison with the existing mobility management method.
This paper presents a fast IP mobility management scheme in heterogeneous networks using the multiple wireless network interlaces. More specifically, in order to minimize the packet loss and handover latency due to handover, the E-HMIPv6, IETF HMIPv6 has been extended, is presented where the multiple tunnels between E-MAP and mobile node are dynamically constructed. E-HMIPv6 is composed of the extension of IETF HMIPv6 MAP, handover procedure, and simultaneous multiple tunnels. In order to demonstrate superior to the proposed method, the NS-2 simulation has done for performance evaluation of TCP and UDP-based application comparison with the existing mobility management method.
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문제 정의
본 논문에서 이동 단말과 ETMAP 간 핸드오버 동작하는 동안에 다중 무선 네트워크 인터페이스를 이용한 동적 다중 터널링을 생성하여 패킷을 병렬 분산 하는 새로운 고속 IP 이동성 관리 구조를 제시하였다. 제안된 E-HMIPv6에 대해 MIPv6 및 HMIPv6와의 비교하여 TCP 응용 및 UDP 응용에 대한 시뮬레이션을 통해 성능 분석을 하였고, 이러한 성능 분석의 결과로써 기존의 MEPv6 및 HMPv6에 비해 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실 면에서 높은 효율을 보임을 중명하였다.
본 논문의 목적은 이동 단말이 이기종 네트워크 셀 간 고속으로 이동 할 때 핸드오버 지연뿐만 아니라 패킷 손실 등에 대해 무시 할 수 있을 만큼 작고, 성능 저하가 없는 IP 이동성 관리 구조를 개발하는 것 이다. 이를 위해 본 논문에서는 HMIPv6기반의 다중 무선 인터페이스를 사용를 사용한 E-HMlPv6 (Extension of HMIPv6)를 제안 한다.
본 절에서는 HMIPv6⑶의 동작과 HMFv6의 한계에 대해 소개한다.HMIPv6는 이동 단말의 이동성으로 인한시그널링의 양을 줄이기 위한 지역적 이동성 관리'프로토콜이다.
Mobile IPv6)를 제안하였다. 이 연구에서는 Specific Tunneling Destination 메커니즘을 제시하였고, 핸드오버 시 발생하는 패킷의 reordering 문제를 방지하기 위해 제안 되었다. 하지만, 이 연구는 FMIPv6 기반의 확장을 사용하고 있기 때문에 FMIPv6에서 발생되는 이동성 예측의 문제점을 안고 있다.
이 절에서는 HNHP6에서 MMP의 확장인 E-MAP의 구조를 제시한다. 표 1은 확장된 바인딩 캐쉬 테이블엔 트리의 구조를 보여준다.
가설 설정
설명하기에 앞서, 이동 단말은 3개의 무선 인터페이스를 장착하고 있다고 가정하고, WiFi 무선 인터페이스는 IF1, 3G 무선 인터페이스는 IF2, WiBro의 무선 인터페이스는 IF3로 표시 하도록 한다. 각 네트워크 게이트웨이로부터 할당 받는 임시 주소는 LCoAn로 나타내며, LCoA 생성 방법은 Stateful 또는 Stateless Auto-configuration 방법이 사용될 수 있다”.
나타낸다. 이동 단말은 듀얼 무선 인터페이스 ⑻2.11a, 渕2.11g) 로 가정한다. 802.
제안 방법
둘째, 상호 호환성 향상을 위해 멀티 캐스팅 터널링 구조를 HMIPv6에 적용하였다. 구체적으로, 바인딩 및 주소 관리의 변경한 멀티 캐스팅 터널링을 통해 패킷을 전송하는 Himn世6의 MAP를 한 Extension of Mobility Anchor Point (E-MAP)의 구조 및 멀티 주소 바인딩 방법을 제시하였다. 또한, E-HMIPv6에 대한 구체적인시그널링 절차를 설계하였다.
NS-2 시뮬레이션을 사용 하였다. 구체적으로, 시뮬레이션에서 전송 계층의 UDP 기반 어플리케이션 및 TCP 무선 어플리케이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 빠른 이동 단말에 대한 핸드오버 지연과 패킷 손실에 대한 기존의 이동성 프로토콜인 MIPv浴과 HMIPv6에 비해 향상된 성능을 보임을 증명하였다.
구체적으로, 바인딩 및 주소 관리의 변경한 멀티 캐스팅 터널링을 통해 패킷을 전송하는 Himn世6의 MAP를 한 Extension of Mobility Anchor Point (E-MAP)의 구조 및 멀티 주소 바인딩 방법을 제시하였다. 또한, E-HMIPv6에 대한 구체적인시그널링 절차를 설계하였다.
성능 평가를 위해 NS-2에서사용된 응용은 UDP 기반의 CBR (Constant Bit Rate) 트래픽과 TCP 기반의 FTP (File Transfer Protocol)를사용하였다. 먼저 UDP 기반 응용에 대한 각 이동성 프로토콜에 대한 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실을 분석한다. 이후, TCP 기반 응용에 대한 각 이동성 프로토콜에 대한 여러 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실을 분석한다.
본 논문에서는, 다음 무선 네트워크 인터페이스 선택을 위해 네트워크 특성을 고려하여 다음과 같은 우선순위를 설정한다. WiFi 인터페이스는 가정 높은 우선순위를 부여하고, UMTS는 가장 낮은 우선순위를 부여하며, WiBro는 중간 우선순위로 둔다.
이 절에서는 E-HMIPv6, MPv6 및 MPv6에 대해 NS-2 시뮬레이션'이을 수행하기 위한 시뮬레이션 토폴로지 및 구성에 대해 먼저 설명하고, E-HMIPv6과 MIPv6의 확장 프로토콜 간 핸드오버 지연시간과 패킷손실 등에 대해 NS-2 시뮬레이션의 수행 결과를 통하여 성능 평가를 기술 한다.
이 절에서는 이동성 프로토콜에 대한 성능평가 인 핸드오버 지연시간 및 패킷 손실에 대해 Mffv6, HMIPv6 과 제안된 E-HMIPV6에 대해 NS-2를 통해 성능 결과값에 대한 분석을 한다. 성능 평가를 위해 NS-2에서사용된 응용은 UDP 기반의 CBR (Constant Bit Rate) 트래픽과 TCP 기반의 FTP (File Transfer Protocol)를사용하였다.
이를 위해 본 논문에서는 HMIPv6기반의 다중 무선 인터페이스를 사용를 사용한 E-HMlPv6 (Extension of HMIPv6)를 제안 한다. 다른 연구들과 비교하여 본 논문의 독창성은 다음과 같다.
먼저 UDP 기반 응용에 대한 각 이동성 프로토콜에 대한 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실을 분석한다. 이후, TCP 기반 응용에 대한 각 이동성 프로토콜에 대한 여러 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실을 분석한다. 성능 분석에서 핸드오버 지연시간은 이전 Access Router에서 받은 마지막 데이터 세그먼트와 새로운 Access Router로부터 받은 첫 번째 데이터 세그먼트 간 패킷을 송신하지 못하는 시간으로 정의한다.
참고 문헌⑸는 HA과 이동 단말 간 멀티플 ip 터널링을 생성 하는 기술을 제안 했다. 하지만 이 연구는 CoA (Care-of Address)를 등록하기 위해 사용하는 MIPv4의확장을 이용하는 것으로 제안되어 있고, HA와 이동 단말 간 지속적인 다중 IP 터널링 생성하는 방법을 사용하고 있으며, 이로 인해 이동 단말과 HA간 거리가 멀어질 경우 바딩 등의 핸드오버 지연시간을 유발할 수 있다.
첫째, QoS를 보장하는 끊김이 없는 IP 핸드오버를 위해 멀티 캐스팅 터널링을 사용한 메커니즘을 제안한다. 기존 연구에서 액세스 라우터와 이동 단말 간 멀티캐스팅 터널링을 이용한 IP 이동성 관리의 시도는 없다.
데이터처리
마지막으로, 제안된 E-HMIPv6에 대한 성능 평가를 위해 NS-2 시뮬레이션을 사용 하였다. 구체적으로, 시뮬레이션에서 전송 계층의 UDP 기반 어플리케이션 및 TCP 무선 어플리케이션을 수행하였다.
이론/모형
기존 연구에서 액세스 라우터와 이동 단말 간 멀티캐스팅 터널링을 이용한 IP 이동성 관리의 시도는 없다. 둘째, 상호 호환성 향상을 위해 멀티 캐스팅 터널링 구조를 HMIPv6에 적용하였다. 구체적으로, 바인딩 및 주소 관리의 변경한 멀티 캐스팅 터널링을 통해 패킷을 전송하는 Himn世6의 MAP를 한 Extension of Mobility Anchor Point (E-MAP)의 구조 및 멀티 주소 바인딩 방법을 제시하였다.
라우팅 방법은 No Adhoc Routing (NOAH)®을 사용하였다. 이동 단말은 그림 3에 보이는 것과 같이 PAR 과 NAR 간 중첩 영역을 도메인 영역을 왕복하며 이동단말의 속도는 2-2D Ws로 가변 하면서 움직인다.
대한 분석을 한다. 성능 평가를 위해 NS-2에서사용된 응용은 UDP 기반의 CBR (Constant Bit Rate) 트래픽과 TCP 기반의 FTP (File Transfer Protocol)를사용하였다. 먼저 UDP 기반 응용에 대한 각 이동성 프로토콜에 대한 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실을 분석한다.
성능/효과
구체적으로, 시뮬레이션에서 전송 계층의 UDP 기반 어플리케이션 및 TCP 무선 어플리케이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 빠른 이동 단말에 대한 핸드오버 지연과 패킷 손실에 대한 기존의 이동성 프로토콜인 MIPv浴과 HMIPv6에 비해 향상된 성능을 보임을 증명하였다. 논문의 나머지 구성은 다음과 같다.
제안된 E-HMIPv6에 대해 MIPv6 및 HMIPv6와의 비교하여 TCP 응용 및 UDP 응용에 대한 시뮬레이션을 통해 성능 분석을 하였고, 이러한 성능 분석의 결과로써 기존의 MEPv6 및 HMPv6에 비해 핸드오버 지연 시간 및 패킷 손실 면에서 높은 효율을 보임을 중명하였다.
08 sec)할 때 이동성 프로토콜의 핸드오버 지연시간을 나타낸다. 제안된 E-HMIPv6의 핸드오버 지연시간은 MIPv6 및 HMIPv6에 비해 짧음을 알 수 있다. 그림 4에서 보이는 것과 같이, E-HMIPv市의 경우 핸드오버 시 PAR 과 NAR의 중첩 영역에서 듀얼 인터페이스를 통해 데이터를 전송 받기 때문에 무선 링크 지연에 영향에 대한 핸드오버 지연시간은 무시 될 만큼 작게 나타났다.
제안된 핸드오버 방법에 의해 CN으로 송신된 패킷을 E-MAP를 경유하여 다중 IP 터널링을 통해 I 핸드오버를 수행하는 동안 F1 과 IF2로 데이터를 전송받음으로써 2계층 및 3계층에서 발생하는 링크 스위칭 시간 및 IP 연결 지연시간과 위치 갱신 지연시간을 줄여 패킷손실 및 핸드오버 지연시간을 무시 할 수 있을 만큼 줄일 수 있다.
참고문헌 (10)
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H. Soliman, C. Castelluccia, K. El Malki, and L. Bellier, "Hierarchical Mobile IPv6 Mobility management," IETF RFC 5830, Oct. 2008
C. Makaya, S. Pierre, "An analytical Framework for Performance Evaluation of IPv6-based Mobility Management Protocols," IEEE Trans. Wireless Comm., Vol. 7, no. 17, pp.972-983, Mar. 2008.
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J. Y. Lee, B. C. Kim, H. S. Park, and K. C. Shin, "Internet Draft-Fast Handovers for Multiple Interfaces Mobile IPv6 (MFMIPv6)," IETF MONAMI6 WG, Jul. 2007.
A. K. Salkintzis, "Interworking Techniques and Architecture for WLAN/3G integration Towards 4G Mobile Data Networks," IEEE Wirel. Comm. Vol. 11, no. 3, pp. 50-61, June 2004.
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