멀티미디어 서비스의 욕구가 증대됨에 따라 ATM을 근간으로 하는 고속망이 WAN(Wide Area Network)에서 뿐만 아니라 학교 망이나 연구소 망과 같은 LAN(Local Area Network)에서도 급속도로 확대되고 있다. 그러나 이러한 망의 변화에도 불구하고 서비스는 인터넷 서비스가 여전히 가장 널리 이용되고 있다. 따라서 ATM과 같은 초고속 통신망에서도 IP(Internet Protocol)를 수용할 수 있는 방안이 IETF(Internet Engineering Task Force)와 ATM Forum을 중심으로 제안되고 표준화가 이루어지고 있다^{[1, 2]}. 또한 이동통신의 폭발적인 발전에 따라 향후의 망은 유선과 무선이 연동내지는 통합된 형태로 운용될 것이다. 이러한 유무선 통합망에서 IP 서비스를 제공하기 위해서는 이동성을 제공할 수 있어야 하겠다. 인터넷 망에서 이동성을 제공하기 위한 연구로는 IETF의 Mobile IP^[3]가 있으며 ATM 망에서 이동성을 제공하기 위한 연구로는 ATM Forum^[4]과 ETSI BRAN (Broadband Radio Access Network)^[5]으로 이원화 되어 진행되고 있는 무선 ATM이 있다. ATM을 기반으로 한 유무선 통합망에서의 인터넷 서비스를 제공하기 위한 방안에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 유무선 통합망에서의 이동 인터넷 서비스에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다.

WATM WG(Wireless ATM Working Group)에서는 기존의 유선 구간에만 적용되었던 ATM 기술을 무선 구간까지 확장한 개념인 무선 ATM을 '98년 말까지 표준화의 완료를 목표로 연구가 진행되고 있는 반면^[4] IETF에서는 이동 노드에 라우팅 프로토콜을 통합함으로써 이동 무선 네트워크에 대한 효율적인 운영을 제공하며 이동성을 무선 영역으로 확대하는 것을 목표로 표준화가 진행되고 있다^{[6, 7]}.

본 논문에서는 기존의 IP를 확장 시켜 인터넷 상에서 이동 컴퓨터에게 유일한 주소의 제공과 어느 위치에서라도 이동 컴퓨터의 데이터를 효과적으로 전달하고 받을 수 있도록 하기 위해 IETF에서 제안된 Mobile IP에 대한 기술적 분석과 외국의 구현 사례들을 분석하였다.

II. Mobile IP의 개요


1. Mobile IP의 소개

현재 인터넷 대부분의 환경에서 사용되는 IP version 4는 IP 주소를 이용하여 어떤 노드 (node: host or router)의 접속 점을 유일하게 식별할 수 있다고 가정한다. 그러므로, 어떤 한 노드가 자신에게 전달되는 데이터그램을 받기 위해서는 그 노드의 IP 주소를 포함하는 네트워크 내에 위치해야만 한다. 만약 그 위치가 바뀐다면 데이터그램은 전송되어질 수 없다.

어떤 노드가 통신을 유지한 채로 그 접속 점을 바꿀 수 있게 하기 위해서는 두 가지 메커니즘 중 하나가 채택되어야 한다.

○ 접속 점이 바뀔 때 마다 노드는 자신의 IP 주소를 바꾸어야 한다.

○ 이동한 호스트의 주소가 인터넷 전체에 전달되어야 한다.

그러나 위와 같은 두 가지 방법 모두가 문제를 가진다. 첫째는, 노드의 위치가 변하였을 때 노드가 전송계층과 그 상위계층의 연결을 유지하는 것을 어렵게 만든다. 두번째는, 향후 이동 노드의 수가 증가한다고 가정하였을 때 수용하기 어려운 방안이라 할 수 있다. 따라서, 인터넷에서 노드의 이동성을 지원하기 위해서는 좀 더 확장적인 기술이 요구되며, 이런 이동성을 지원하기 위해 현재 IETF에서 추진되고 있는 표준화 방안이 Mobile IP이다.

2. Mobile IP의 기본 동작

(그림 1)에서 홈 에이전트(HA: Home Agent)와 외부 에이전트(FA: Foreign Agent)는 이동 노드(mobile node)에 데이터그램을 전달해 주기 위한 노드이다^[8]. 이동 노드가 correspondent node와 통신 중에 홈 네트워크에서 외부 네트워크로 이동하였을 경우, 이를 지원하기 위한 절차를 필요로 하게 된다. Mobile IP의 구성요소는 아래와 같이 3가지 정도로 구분할 수 있다^[3].

홈 에이전트나 외부 에이전트를 의미하는 이동성 에이전트(mobility agent)는 기존의 인터넷에서 인터넷 호스트가 라우터를 발견하고자 할 때 사용한 방법(ICMP(Internet Control Message Protocol) router discovery^[9])과 유사한 방법인 에이전트 광고 메시지를 통해 자신의 존재를 알린다. 선택적으로 이동 노드가 에이전트 획득 메시지를 이용하여 에이전트 광고 메시지를 얻을 수 있다. 이동 노드가 이러한 에이전트 광고 메시지를 받고 자신이 홈 네트워크에 있는지를 판단한다.

에이전트 발견 절차에 의해 이동 노드가 외부 네트워크에 있다고 판단되었을 때 이동 노드와 홈 에이전트는 등록 요청과 등록 응답 메시지를 교환함으로써 이동 노드의 COA(Care-of Address)를 홈 에이전트에 등록한다. COA에는 외부 에이전트를 이동 노드의 COA로 사용하는 외부 에이전트 COA와, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol^[10])에 의해 임시 IP 주소를 이동 노드에 할당하는 Co-located COA 등의 두 가지 방법이 사용될 수 있다. 이들 등록 메시지들은 UDP(User Datagram Protocol) 포트 434번을 사용하며, 이동 노드의 COA와 lifetime등을 포함하고 있다.

홈 에이전트와 이동 노드 사이에 등록이 성공적으로 수행되게 되면, 외부에서 이동 노드의 홈 주소로 보내지는 데이터그램은 홈 에이전트에 의해 이동 노드의 COA로 터널링 된다. 터널링은 여러 가지 encapsulation 알고리즘 중에 하나를 사용할 수 있으며, 기본적으로 터널링 알고리즘은 IP-within-IP encapsulation^[11]을 지원해야 한다. 만약, COA가 외부 에이전트로 지정되어 있는 경우에는 외부 에이전트가 decapsulation을 하게 되며, Co-located COA를 사용하는 경우 이동 호스트 자신이 decapsulation하게 된다. 이동 노드에서 외부의 노드로 보내지는 데이터그램은 홈 에이전트를 거쳐갈 필요 없이 표준 IP 라우팅 방법을 사용하여 목적지까지 전달된다.

3. Mobile IP에서의 경로 최적화(Route Optimization)