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KR100360274B1 - Ｎａｔ 기반 로컬망에서 범용 ｉｐ 전화통신 시스템을지원하는 방법 - Google Patents

Ｎａｔ 기반 로컬망에서 범용 ｉｐ 전화통신 시스템을지원하는 방법 Download PDF

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KR100360274B1
KR100360274B1 KR1020000087330A KR20000087330A KR100360274B1 KR 100360274 B1 KR100360274 B1 KR 100360274B1 KR 1020000087330 A KR1020000087330 A KR 1020000087330A KR 20000087330 A KR20000087330 A KR 20000087330A KR 100360274 B1 KR100360274 B1 KR 100360274B1
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South Korea
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private
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최정현
이형수
최기무
강환종
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 IP(Internet Protocol) 전화통신(Telephony) 시스템에서 NAT(Network Address Translation) 프로토콜을 적용하기 위한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 게이트키퍼(Gatekeeper)와 NAT 라우터 사이에 정보 교환용 채널을 설정하고, NAT 라우터가 NAT global mode로 동작할 경우, 설정된 정보 교환용 채널을 통해 H.323 단말의 private IP 주소를 NAT 라우터로 송신하고, NAT 라우터가 NAT single mode로 동작할 경우, 설정된 정보 교환용 채널을 통해 H.323 단말의 private IP 주소와 포트 정보를 송신한다. NAT 라우터는 private IP 주소에 대해 동적으로 public IP 주소를 할당하고 수신된 포트 정보에 대해 동적 포트를 할당한다. Gatekeeper는 NAT 라우터에 의해 할당받은 public IP 주소와 포트 정보를 이용하여, 외부 망에 위치하는 IP(Internet Protocol) 단말로 향하는 H.323 시그널링 메시지를 재생성한 후 송신하고, 할당받은 자원을 호가 종료될 때 NAT 라우터로 반환함으로써, NAT 기반 로컬 망은 caller H.323 단말이 로컬 망에 존재하든 지, 외부 망(public network)에 존재하든 지에 상관없이, H.323 IP telephony 서비스를 제공할 수 있다.

Description

ＮＡＴ 기반 로컬망에서 범용 ＩＰ 전화통신 시스템을 지원하는 방법{METHOD FOR SUPPORTING GENERAL IP TELEPHONE SYSTEM IN NAT BASED PRIVATE NETWORK}
본 발명은 IP(Internet Protocol) 전화통신(Telephony) 시스템에 관한 것으로, 특히 발신 IP 단말(Caller IP terminal), 게이트키퍼(Gatekeeper) 및 착신 IP 단말(Callee IP terminal) 간에 교환되는 H.323 프로토콜 메시지의 NAT(Network Address Translation) 주소 변환이 동적인 방법으로 투명하게 이루어지도록 하여, 범용 IP 전화 통신 시스템에서 NAT 프로토콜을 적용할 수 있도록 한 NAT로 운영되는 로컬망(private network)에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법에 관한 것이다.
먼저, NAT에 관해 설명한다.
NAT란 IP 패킷이 라우터(router)를 통해서 포워드(forward)될 때 IP 주소를 변환하는 기능으로, 로컬 망(private network) 내에서는 로컬 망에서만 구분되는 private 주소를 사용하고, 공중망(public network; 로컬 망의 외부에 위치한 망)으로 포워드되는 IP 패킷에 대해서는 인터넷 상에서 유일한(unique) public 주소로 변환한다. 라우터에서 IP 패킷의 주소 필드(field)의 변환은 각 종단 간에 투명하게 이루어지고, IP 프로토콜 및 상위 프로토콜의 올바른 동작을 보장하기 위해서, 주소 필드의 치환 뿐만 아니라 주소의 변경으로 인한 IP/ICMP/TCP(Internet Protocol/Internet Control Message Protocol/Transmission Control Protocol) checksum 변경, TCP sequence/acknowledge number를 변경하는 기능 등의 부가적인처리가 필요하다.
NAT는 public address와 private address의 변환 방식에 따라서 정적(static) NAT와 동적(dynamic) NAT로 나누어진다. 동적 NAT는 public address를 하나로 사용하는 지 복수의 public address들을 pool로 운영하는 지에 따라 NAT 단일(single) 모드(혹은 Port Address Translation(PAT), Masquerading)와 NAT 범용(global) 모드(혹은 normal dynamic NAT)로 분류된다.
static NAT는, 도 1에 도시된 바와 같이, public IP address와 private IP address가 일대일로 정적으로 할당되어 정적 NAT 테이블에 저장되고, 외부 IP 단말(private network의 외부 망에 위치한 IP 단말)이 송신한 패킷이 private network(로컬 망)으로 포워딩되면서 패킷의 public 목적지 주소가 정적 NAT 테이블에 따라 해당 private 주소로 변환되는 방식이다.
dynamic NAT는, public 주소의 수가 private 주소의 수보다 적은 경우 적용되는 방법이다. NAT global mode는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 IP 단말(로컬 망에 포함되어 있는 IP 단말)로부터 발생된 패킷이 public network으로 포워딩되는 경우, private 주소가 기입되어 있는 패킷의 송신 주소를 대치할 public 주소를, 가용한 public 주소들 중에서 동적으로 할당하여 사용하는 방식이다. 이렇게 동적으로 할당된 public 주소는 해당 세션(session)이 유지될 때까지만 의미있는 값이고, 세션이 종료된 후에는 할당되었던 public 주소를 이용해서 내부 IP 단말을 access할 수 없다.
dynamic NAT를 사용할 경우, 외부 IP 단말이 먼저 내부 IP 단말을 access할수 있게 하기 위해서는 해당 내부 IP 단말을 위한 static NAT 엔트리(entry)(public 주소와 private 주소의 매핑 엔트리)를 미리 생성해 놓아야 한다. 따라서 private network 내에 서버를 운영하기 위해서는 서버를 위한 public IP 주소를 private network에서 사용되는 private IP 주소와 함께 미리 static NAT 엔트리로 설정해 놓아야 한다.
NAT single mode는 도 3에 도시된 바와 같이, 변환용 public 주소를 하나만 사용하여 운용하는 방법으로서, 모든 private 주소가 하나의 public 주소로 변환되며 포트(port) 번호를 이용하여 여러 개의 private 주소와 대응시킨다. 포트 번호의 할당은 dynamic하게 이루어진다.
NAT single mode에서도 외부 IP 단말이 먼저 내부 IP 단말을 access할 수 있게 하기 위해서는 해당 내부 IP 단말을 위한 static NAT 엔트리(TCP/UDP(User Datagram Protocol)포트 번호 : private 주소)를 미리 생성해 놓아야 한다.
다음으로, H.323 프로토콜에 대해 설명한다.
ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication sector)에서 제안하는 통신 프로토콜인 H.323은 패킷 기반 네트워크(Packet Based Network; PBN)에서 멀티미디어 통신을 위한 시스템으로 각광받고 있다. H.323 프로토콜을 따르는 IP 전화통신 단말(telephony terminal)은, 호 처리 기능을 수행하는 Gatekeeper가 존재하는 경우, 반드시 Gatekeeper와 RAS(Registration, Admission and Status) 신호를 주고 받아야 한다.
H.323 프로토콜을 따르는 IP 단말이 호를 생성하기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, RAS signaling 단계, Q.931 signaling 단계, H.245 signaling 단계, 논리적 채널 시그널링(logical channel signaling) 단계가 차례로 수행되어야 한다. RAS signaling 단계는, IP 단말의 위치를 Gatekeeper에게 등록하고, 발신 요구에 대해 허락을 받는 기능을 수행한다(1,2,5,6). Q.931 signaling 단계는, 허락된 발신 호를 설정하는 기능을 수행한다(3,4,7,8). H.245 signaling 단계는, 설정된 호에 대해 멀티미디어 서비스를 위한 제어 채널을 설정하는 기능을 수행한다(9,10). 논리적 채널 시그널링 단계는, 음성 데이터를 송수신할 수 있는 채널을 설정하는 기능을 수행한다. 미디어 데이터 채널(11)을 통해서 음성 데이터가 송수신된다.
상기 각 단계를 차례로 수행하면서, 각 단계에서 다음 단계에 사용할 주소와 포트를 알려준다. 이러한 방식은 호 설정 과정에 있어서 현재 단계에서 다음 단계로 넘어갈 때 필요한 주소를 동적으로 설정할 수 있는 장점이 있다. 그러나, NAT로 운영되는 private network에서 외부의 IP 단말과 통신을 하고자 할 때 NAT 라우터는 다음 단계에 사용될 주소와 포트를 알 수 없게 된다.
이러한 NAT로 운영되는 private network에서 IP 단말과 Gatekeeper를 운영할 때, IP telephony 서비스를 지원할 수 있는 경우는, NAT private network망에 caller IP 단말과 callee IP 단말이 모두 존재하는 경우이다.
도 5는 NAT private network에 caller IP 단말과 callee IP 단말이 존재하는 경우, 호를 생성하기 위해 caller IP 단말, Gatekeeper, callee IP 단말 상호간에 송수신되는 메시지 흐름도이다.
H.323 프로토콜을 따르는 private network에서, IP 단말이 사용하는 well known IP 주소와 포트는, Gatekeeper UDP discovery multicast IP 주소(224.0.1.41), Gatekeeper UDP discovery 포트(1718), Gatekeeper UDP RAS 포트(1719), endpoint TCP call signaling 포트(1720)이다. H.323 IP 단말이 이미 Gatekeeper의 위치를 알고 있다면 Gatekeeper의 위치를 찾는 과정(Gatekeeper discovery process)을 수행할 필요가 없다.
Gatekeeper에 등록된 두 IP 단말간에 호가 생성될 때 반드시 필요한 well known 포트는 Gatekeeper RAS 포트(1719)이다.
caller IP 단말은, Gatekeeper의 위치를 알고 있을 때, 상대방과 통화하기 위해 그 Gatekeeper로 ARQ(Admission Request)를 송신하고(S11), Gatekeeper로부터 ACF(Admission Confirm)를 수신하면(S12), 그 ACF에 실린 Q.931 signaling 주소와 포트를 이용하여 Q.931 call signaling 절차를 시작한다(S13).
Gatekeeper는 NAT private network에 존재하는 callee IP 단말로 호 설정 메시지(setup message)를 송신하고(S14), caller IP 단말로 call proceeding 메시지를 송신한다(S15).
callee IP 단말은 Q.931 call signaling이 끝날 때 Q.931 connect 메시지를 송신한다(S21). 이 Q.931 connect 메시지는 H.245 control channel 주소와 포트 정보를 포함하고 있어서, 이 후 caller IP 단말이 H.245 logical channel connection 절차를 개시할 때 해당 H.245 control channel 주소와 포트를 사용할 수 있게 해 준다.
H.245 control channel이 연결되면(S22), H.245 logical channel signaling 과정을 거치면서 각 IP 단말이 음성 데이터를 수신할 수 있는 주소와 포트를 상대방에게 전송한다. caller IP 단말과 callee IP 단말은 해당 주소와 포트를 사용하여 상대방에게 RTP(Real time Transport Protocol) 음성 데이터를 전송한다.
이와 같이, Gatekeeper의 위치를 알고 있는 caller IP 단말은, RAS signaling 단계를 수행하기 위해, 상기 Gatekeeper의 RAS well known 포트를 알아야 한다. RAS 포트를 알기 위해 전송되는 RAS 메시지는 Gatekeeper와 H.323 단말 간에만 사용되는 메시지이므로, Gatekeeper의 주소가 NAT static 엔트리로 설정되어 있고, 외부에 public IP 주소가 노출되어지면, RAS signaling이 정상적으로 이루어지고, Q.931 call signaling도 Gatekeeper를 통해서 이루어진다면 정상적으로 이루어진다.
그러나, Q.931 call signaling 메시지를 Gatekeeper를 통하지 않고 IP 단말간에 직접 송수신하고자 할 경우, caller IP 단말이 NAT private network에 존재할 때는 문제가 되지 않으나, caller IP 단말이 public network에 존재할 때는 NAT private network에 위치해 있는 callee IP 단말에게 Q.931 call signaling 메시지를 송신할 수 없게 되는 문제가 있다. 즉, callee IP 단말은, RAS signaling을 통해, NAT private network에 위치해 있는 caller IP 단말의 private IP 주소만을 알 수 있게 되므로, NAT private network내에 있는 callee IP 단말에게 Q.931 call signaling 메시지가 수신될 수 없게 된다.
한편, Q.931 call signaling 이후에 발생되는 H.245 signaling에서 필요한제어 채널 주소 및 포트(H.245 주소와 포트)는 Q.931 connect 메시지에 실려서 전송된다. 그런데 Gatekeeper를 통한 Q.931 call signaling이 정상적으로 수행된 경우라도, NAT 라우터는 새로 사용될 H.245 주소와 포트를 알 수 없게 된다. 만약 caller IP 단말이 NAT private network에 존재한다면, callee IP 단말이 public network에 존재한다 하더라도, 별 문제가 없이 H.245 signaling이 수행된다. 그러나 caller IP 단말이 public network에 존재한다면, H.245 channel connection을 public network에서 시도하게 되므로, NAT private network으로의 연결은 실패하게 되는 문제점이 있다.
또한 RTP channel의 경우, H.245 control channel이 연결된 후 H.245 logical channel signaling 과정을 거치면서 각 caller, callee IP 단말이 자신이 메시지를 수신할 수 있는 주소와 포트를 상대방에게 전송함으로써, 두 개의 단방향 연결이 설정된다. 이때 NAT private network의 IP 단말이 메시지 수신을 위한 주소와 포트를 public network 상의 외부 IP 단말에게 전송하게 되지만, NAT 라우터는 새로 사용될 주소와 포트를 알 수 없게 된다. 따라서 외부 IP 단말이 송신하는 데이터는 NAT private network의 IP 단말로 전송될 수 없게 되는 문제가 있었다.
이와 같은 이유로, 새롬기술(주)의 다이얼패드(DialPad)나 마이크로소프트사의 MS-NetMeeting 프로그램을 수행하여 NAT로 운영되는 private network에서 전화를 하는 경우, private network의 외부 망에서 private network으로 통화를 시도할 때는 통화에 실패하게 되고, private network에서 외부 망으로 통화할 때는 private network에서 나가는 소리만 전송되고, 외부 망에서 private network으로들어오는 소리는 private network의 사용자가 들을 수 없게 되는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 Caller IP 단말, Gatekeeper 및 Callee IP 단말 간에 교환되는 H.323 프로토콜 메시지의 NAT 주소 변환이 동적인 방법으로 투명하게 이루어지도록 하여, 외부 망과 NAT로 운영되는 로컬망 간에 IP 전화 통신 서비스가 가능하도록 한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법은,
게이트키퍼(Gatekeeper)와 NAT(Network Address Translation; 망 주소 변환) 라우터 사이에, 주소 변환을 위한 정보를 교환하기 위한 특정 채널을 설정하는 제1 과정과; 상기 Gatekeeper가 외부 망(public network)에 존재하는 IP(Internet Protocol) 단말(public IP 단말)로 향하는 시그널링(signaling) 메시지를 수신하면, 상기 NAT 라우터로 상기 특정 채널을 통해 private IP 주소를 송신하는 제2 과정과; 상기 private IP 주소를 수신한 상기 NAT 라우터는, 유일한 동적 public IP 주소를 할당하고, 할당된 동적 public IP 주소를 상기 특정 채널을 통해 상기 Gatekeeper로 송신하는 제3 과정과; 상기 수신된 동적 public IP 주소를 반영하여, 상기 public IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 재생성하는 제4 과정과; 호가 종료될 때, 상기 Gatekeeper가 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반환하는 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법은,
라우터가 NAT를 사용하는 지를 검사하는 제1 과정과; 상기 검사 결과, 상기 라우터가 NAT single mode를 사용중이면, public IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 수신했을 때, 상기 NAT 라우터로, 정보 교환용 특정 채널을 통해, 상기 시그널링 메시지에 포함되어 있는 private IP 주소 및 포트 정보를 송신하는 제2 과정과; 상기 private IP 주소 및 포트 정보를 수신한 상기 NAT 라우터에 의해, 유일한 동적 public IP 주소 및 포트를 할당받는 제3 과정과; 할당받은 상기 동적 public IP 주소와 포트 정보를 반영하여, 상기 수신된 시그널링 메시지를 재생성하는 제4 과정과; 호가 종료될 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소 및 포트를 반환하는 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법은,
라우터가 NAT를 사용하는 지를 검사하는 과정과; 상기 검사 결과, 상기 라우터가 NAT global mode를 사용중이면, Gatekeeper의 private IP 주소를 정보 교환용 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과; NAT private network에서 외부로 통화를 시도하는 경우, RAS 메시지에서 caller IP 단말의 private IP 주소를 찾아 상기 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과; 외부에서 NAT private network으로 통화를 시도하는 경우, RAS 메시지에서 callee IP 단말의 전화 번호에 해당하는 private IP 주소를 찾아, 상기 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과; 상기 pirvate IP 주소를 수신한 상기 NAT 라우터에 의해, 유일한 동적 public IP 주소를 할당받는 과정과; 외부에 위치한 IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 수신했을 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반영하여, 상기 시그널링 메시지를 재생성한 후 송신하는 과정과; 호가 종료될 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반환하는 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도1은 일반적인 static NAT 방식 라우터의 블록 구성도.
도2는 일반적인 dynamic NAT 방식(NAT global mode) 라우터의 블록 구성도.
도3은 일반적인 dynamic NAT 방식 중 NAT single mode 라우터의 블록 구성도.
도4는 caller IP 단말, Gatekeeper, callee IP 단말 간에 H.323 호를 생성하기 위한 시그널링 메시지 흐름도.
도5는 caller IP 단말, Gatekeeper, callee IP 단말 간에 연결되는 H.323 signaling 채널 구성도.
도6은 본 발명이 적용되는 NAT private network에서 NAT 라우터, Gatekeeper 및 IP 단말 간 연결 구성의 일례도.
도7은 본 발명에 의한 Gatekeeper와 NAT 라우터 간 연동 방법을 보이는 흐름도.
도8은 NAT single mode일 경우, gatekeepr와 NAT 라우터 간 연동 방법을 보이는 흐름도.
도9는 NAT global mode일 경우, Gatekeeper와 NAT 라우터 간 연동 방법을 보이는 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
50: public IP 단말 100: NAT 라우터
200: 게이트키퍼
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명이 적용되는 NAT private network에서 NAT 라우터, Gatekeeper 및 IP 단말 간 연결 구성의 일례를 보인다.
IP 단말(50)은 NAT private network의 외부에 위치하여, NAT private network으로 IP telephony 서비스를 요구한다. NAT 라우터(100)는 NAT private network에 위치하여, dynamic NAT 기능을 이용하여 라우팅을 수행한다. Gatekeeper(200)는 NAT private network에 위치하여, 호 인증(call admission) 및 권한 부여(authorization)를 포함한 호 처리 기능을 수행한다.
상기와 같이 NAT 라우터(100)와 Gatekeeper(200)가 private network에 함께 존재할 때, H.323 프로토콜을 따르는 IP 단말 간 호를 설정하기 위해서, NAT 라우터(100)는, RAS 주소와 포트, Q.931 주소와 포트, H.245 control channel 주소와 포트, RTP channel 주소와 포트를 알아야 한다. 따라서 본 발명에서는 Gatekeeper(200)와 NAT 라우터(100)간 특별한 채널을 설정하고, 설정된 채널을 통해 상기 각 주소와 포트 정보를 송수신하도록 한다. Gatekeeper(200)는 부팅(booting)시에 라우터가 NAT를 사용하는 지를 검사하고, 이 특별한 채널이 끊어진 경우, 수시로 재 연결을 시도한다.
NAT 라우터(100)가 Gatekeeper(200)와 주고 받아야 하는 정보는, dynamic NAT의 모드에 따라 다르다.
NAT single mode일 경우, NAT 라우터(100)가, Gatekeeper(200)와 private network에 있는 H.323 단말(private H.323 단말)(도 6에는 미도시)의 private 주소 정보와 함께, 각 H.323 메시지에서 사용되는 포트 정보까지 저장해야 한다. 그러므로, Gatekeeper(200)가, caller, callee H.323 단말 간의 signaling 전 과정(RAS signaling, Q.931 signaling, H.245 control sinaling, H.245 open logical channel signaling)에 참여하여, 각 과정에서 사용되는 포트 정보를 NAT 라우터(100)에게 알려 주어야 한다.
NAT global mode일 경우, NAT 라우터(100)는, Gatekeeper(200)와 private network에 있는 H.323 단말(private H.323 단말)(도 6에는 미도시)의 주소 정보만 필요하다. 따라서, 반드시 Gatekeeper(200)를 경유하는 RAS 메시지를 교환할 때, Gatekeeper(200)가 상기 H.323 단말의 private 주소를 알려 줄 수 있다. NAT 라우터는 H.323 단말의 private 주소를 얻었으므로, 이후 signaling 과정에서, Gatekeeper(200)는, public H.323 단말(50)로 전송될 메시지의 내용 중에서, Gatekeeper(200)와 private H.323 단말의 private 주소를 public 주소로 치환한 후 전송한다.
NAT single mode일 경우와 NAT global mode일 경우, 본 발명에 의한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
A) NAT single mode일 경우
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 caller IP 단말(50)이 NAT private network에 존재하는 callee IP 단말로 H.323 프로토콜 IP 전화 서비스를 요구할 경우, 망 구성과 RAS 메시지 흐름의 일례를 보인다. 도 7은 본 발명에 의한 Gatekeeper와 NAT 라우터 간 연동 방법을 보이는 흐름도이다. 도 8은 NAT single mode일 경우, gatekeepr와 NAT 라우터 간에, H.323 signaling 메시지의 private IP 주소 및 private 포트 정보를 public IP 주소 및 public 포트 정보로 대치하는 방법을 보이는 흐름도이다.
H.323의 각 signaling 단계에서 전송되는 메시지에 포함되는 포트 정보가 달라지므로, Gatekeeper(200)가 H.323 signaling 전(all) 과정에 참여해서 필요한 포트 정보와 public IP 주소 정보를 NAT 라우터(100)에게 알려 주기 위해서, NAT 라우터(100)와 Gatekeeper(200) 사이에는 정보 교환을 위한 채널을 설정한다(S101).
Gatekeeper(200)는 부팅 시에, 상기 정보 교환용 채널을 통해 라우터(100)가 NAT를 사용하는 지를 검사한다(S201). 라우터(100)가 NAT를 사용중이면, 라우터(100)는 NAT를 사용중이라는 정보를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S202).
Gatekeeper(200)는 자신의 private IP 주소(GK private IP 주소)와 RAS well known port 정보를 NAT 라우터(100)로 전송한다(S203). NAT 라우터(100)는, NAT 엔트리에, 수신된 GK private IP 주소와 RAS well known port 정보를 추가한다(S204). NAT 라우터(100)는 상기 수신된 GK private IP 주소에 public IP 주소를 할당하고, 할당된 public IP 주소와 RAS well known port 정보를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S205). 그러면 Gatekeeper(200)는 수신된 public IP 주소와 RAS well known port 정보를 저장한다(S206).
이후, 외부 망에 존재하는 public IP 단말(caller IP 단말)(50)이, NAT private network에 존재하는 private IP 단말(callee IP 단말)과 통화를 하기 위해 Gatekeeper로, ARQ(Admission ReQuest) 메시지를 송신함으로써 IP telephony 서비스를 요구하면(a), NAT 라우터(100)는 Gatekeeper(200)로 ARQ(Admission ReQuest) 메시지를 전송한다(b).
ARQ 메시지를 수신한 Gatekeeper(200)는 public IP 단말에 대한 ACF(Admission ConFirm) 메시지를 생성한다(S207)(c). Gatekeeper(200)는, 자신과 NAT 라우터(100) 간 정보 교환을 위해 설정된 채널을 통해, 생성된 ACF 메시지(S207)(c)에 기록된 private IP 주소와 포트 정보를 송신함으로써, public IP 주소와 동적 포트 정보를 요구한다(S208)(d)(S102).
NAT 라우터(100)는 유일하면서 동적인 NAT 포트를 생성하고, 생성된 동적 NAT 포트를, 수신된 private IP 주소 및 포트 정보(private Q.931 call signaling port 정보)와 함께 저장한다(S209)(e). 그런 후, NAT 라우터(100)는 Gatekeeper(200)로, 생성된 동적 NAT 포트 정보와 public IP 주소를 전송한다(S210)(f)(S103).
Gatekeeper(200)는 수신된 동적 NAT 포트 정보와 public IP 주소를 이용하여, ACF 메시지를 재생성한 후(g), NAT 라우터(100)로 전송한다(S211)(h)(S104). NAT 라우터(100)는 caller IP 단말(50)로 ACF 메시지를 송신한다(i).
이후, Gatekeeper(200)는, caller IP 단말(50)에 대한 connect 메시지를 수신하면, Gatekeeper(200)와 NAT 라우터(100) 간 정보 교환을 위해 설정된 채널을 통해, H.245 control signal에 사용될 private IP 주소와 포트 정보를 NAT 라우터(100)로 전송한다(S212,S213). NAT 라우터(100)는, public IP 단말(50)과의 H.245 control signaling이 정상적으로 이루어지도록, H.245 control signaling을 위한 포트에, 유일하면서도 동적인 NAT 포트를 할당한다. NAT 라우터(100)는 유일한 동적 NAT 포트를, private H.245 control signal IP 주소 및 포트와 함께 저장한다(S214). 그런 후 NAT 라우터(100)는 유일한 동적 NAT 포트와 public IP 주소 정보를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S215). Gatekeeper(200)는 수신된 유일한 동적 NAT 포트와 public IP 주소 정보를 이용하여 상기 connect 메시지를 재생성한 후, NAT 라우터(100)로 Q.931 control signaling 채널을 통해 전송한다(S216).
Q.931 control signaling이 수행된 후, public IP 단말(50)을 위한 H.245 open logical channel 메시지가 수신되면, Gatekeeper(200)는, RTP 채널 설정을 위한 private RTP(Real time Transport Protocol) port, callee IP 단말의 private IP 주소, private RTCP(Real time Transport Control Protocol) 포트 정보를 NAT 라우터(100)로 전송한다(S217,S218).
NAT 라우터(100)는 H.245 open logical channel signaling을 위한 유일한 동적 NAT 포트를 생성하고, 생성된 동적 NAT 포트 정보, 수신된 callee IP 단말의 private IP 주소 및 private RTP/RTCP 포트 정보를 저장한다(S219). 그런다음 NAT 라우터(100)는 Gatekeeper(200)로 동적 RTP 포트, 동적 RTCP 포트, public IP 주소 정보를 전송한다(S220). 그래서 Gatekeeper(200)는, H.245 open logical channel signaling 과정에서, RTP 및 RTCP에 사용될 주소와 포트 정보를 NAT 라우터(100)로부터 수신된 동적 포트와 public IP 주소로 대치하여 H.245 open logical channel 메시지를 재생성한 후 H.245 open logical channel signaling 과정을 계속한다(S221).
이후, H.245 logical channel signaling에서 RTP 데이터를 송수신하는 media channel을 닫기 위해 사용되는 close logical channel 메시지가 수신되면, Gatekeeper(200)는, 닫히는 public RTP port와 public RTCP port 정보를 확인하여 그 포트들의 해제를 요구한다(S222,S223). 그러면 NAT 라우터(100)는 해당 NAT 엔트리를 해제한다(S224).
그리고 호가 종료될 때, H.323 단말로부터 DRQ(Disengage ReQuest)메시지를 수신하거나, Gatekeeper(200)가 DRQ 메시지를 송신할 경우, Gatekeeper(200)는, 해당 호를 위해 NAT 라우터(100)로부터 할당받은 모든 IP 주소 및 포트 정보를 반환한다(S226,S227).
또한 Gatekeeper(200)가 호 종료 메시지(release complete)를 수신하거나 송신하는 경우에도, Gatekeeper(200)는 해당 호를 위해 NAT 라우터(100)로부터 할당받은 모든 public IP 주소 및 포트를 반환한다(S229,S230)(S105).
B) NAT global mode일 경우
도 6, 도 7 및 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 9는 NAT global mode일 경우, Gatekeeper와 NAT 라우터간에, H.323 signaling 메시지의 private IP 주소 정보를 public IP 주소 정보로 대치하는 방법을 보이는 흐름도이다.
H.323 각 signaling 단계에서 사용되는 메시지가 H.323 단말의 public IP 주소 정보를 포함하도록 하기 위해, Gatekeeper(200)는 NAT 라우터(100)와 H.323 단말의 IP 주소 정보 교환을 위한 채널을 설정한다(S101).
Gatekeeper(200)는 부팅 시에, 상기 정보 교환용 채널을 통해 라우터(100)가 NAT를 사용하는 지를 검사한다(S301). 라우터(100)가 NAT를 사용중이면, 라우터(100)는 NAT를 사용중이라는 정보를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S302).
Gatekeeper(200)는, 설정된 정보 교환용 채널을 통해, 자신의 private IP 주소(GK private IP 주소)를 NAT 라우터(100)로 전송한다(S303). NAT 라우터(100)는, NAT public 주소 풀(pool)에서 유일한 동적 public IP 주소를 선택하고, 선택된 동적 public IP 주소를 GK private IP 주소에 대해 할당하고, 할당된 동적 public IP 주소와 수신된 GK private IP 주소를 NAT 엔트리에 추가한다(S304). 그런 다음 NAT 라우터(100)는 할당된 GK public IP 주소를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S305). Gatekeeper(200)는 수신된 public IP 주소를 저장한다(S306).
NAT private network에서 외부로 통화를 시도하는 경우, Gatekeeper(200)는, 수신된 ARQ 메시지에서 통화를 시도하는 private H.323 단말의 private IP 주소를찾아, NAT 라우터(100)로 전송한다. 다른 한편 외부 망에 존재하는 public H.323 단말이 NAT private network으로 통화를 시도하는 경우, Gatekeeper(200)는, 수신된 ARQ 메시지에서, callee H.323 단말의 전화 번호에 해당되는 private IP 주소를 찾아, NAT 라우터(100)로 전송한다(S307,S308)(S102).
그러면 NAT 라우터(100)는, callee H.323 단말의 private IP 주소에 대해, NAT global mode에 의해, 유일한 동적 public IP 주소를 할당하고, 할당된 public IP 주소와 수신된 H,323 단말의 private IP 주소를 NAT 엔트리에 추가한다(S309). 그런 다음 NAT 라우터(100)는 할당된 동적 public IP 주소를 Gatekeeper(200)로 전송한다(S310)(S103). Gatekeeper(200)는, 수신된 public IP 주소를 저장하고, public H.323 단말에 의해 통화가 시도된 경우에는 ACF 메시지를 재생성한다(S311)(S104).
만약, 어떠한 이유로 NAT 라우터(100)로부터 public IP 주소를 할당받지 못하면, Gatekeeper(200)는 ARJ(Admission ReJection) 메시지를 생성하여 caller H.323 단말로 송신하여 호를 종료시킨다.
이후, Gatekeeper(200)는, public H.323 단말에 대해 설정된 signaling 메시지 즉, NAT private network에서 외부로 전송되는 signaling 메시지에, 포함되어 있는 private IP 주소를 상기 할당받은 동적 public IP 주소로 대치하여 재생성한 후 송신한다(S312)(S104).
호가 종료될 때, Gatekeeper(200)는, NAT 라우터(100)로부터 할당받은 public IP 주소를 반환한다(S316-S318)(S105).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법은, NAT 라우터가 NAT global mode로 동작할 경우, Gatekeeper와 NAT 라우터 사이에 정보 교환용 채널을 설정하고, 설정된 정보 교환용 채널을 통해 H.323 단말의 private IP 주소를 NAT 라우터로 송신하고, NAT 라우터로부터 상기 H.323 단말의 public IP 주소를 수신하며, NAT private network에서 외부 망으로 송신될 H.323 메시지를, 할당받은 H.323 단말의 public IP 주소를 이용하여 재생성한 후 송신함으로써, NAT private network은 caller H.323 단말이 private network에 존재하는 지, public network에 존재하는 지에 상관없이, H.323 IP telephony 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 NAT 라우터가 NAT single mode로 동작할 경우, Gatekeeper와 NAT 라우터 사이에 정보 교환용 채널을 설정하고, public network으로 향하는 H.323 각 signaling 메시지에 사용되는 포트 정보와 public IP 주소를, 설정된 정보 교환용 채널을 통해 NAT 라우터로부터 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 각 signaling 메시지를 재생성한 후 송신함으로써, NAT private network은 caller H.323 단말이 private network에 존재하는 지, public network에 존재하는 지에 상관없이, H.323 IP telephony 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 게이트키퍼(Gatekeeper)와 망주소변환(NAT) 방식 라우터 사이에, 주소 변환을 위한 정보를 교환하기 위한 특정 채널을 설정하는 제1 과정과;
    상기 게이트키퍼가 외부 망에 존재하는 public IP(Internet Protocol) 단말로 향하는 시그널링 메시지를 수신하면, 상기 NAT 라우터로 상기 특정 채널을 통해 프라이비트(private) IP 주소를 송신하는 제2 과정과;
    상기 프라이비트(private) IP 주소를 수신한 상기 NAT 라우터는, 유일한 동적 public IP 주소를 할당하고, 할당된 동적 public IP 주소를 상기 특정 채널을 통해 상기 게이트키퍼로 송신하는 제3 과정과;
    상기 수신된 동적 public IP 주소를 반영하여, 상기 public IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 재생성하는 제4 과정과;
    호가 종료될 때, 상기 게이트키퍼가 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반환하는 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법.
  2. 라우터가 망주소변환(NAT) 방식을 사용하는 지를 검사하는 제1 과정과;
    상기 검사 결과, 상기 라우터가 NAT 단일 모드를 사용중이면, public IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 수신했을 때, 상기 NAT 라우터로, 정보 교환용 특정 채널을 통해, 상기 시그널링 메시지에 포함되어 있는 private IP 주소 및 포트정보를 송신하는 제2 과정과;
    상기 private IP 주소 및 포트 정보를 수신한 상기 NAT 라우터에 의해, 유일한 동적 public IP 주소 및 포트를 할당받는 제3 과정과;
    할당받은 상기 동적 public IP 주소와 포트 정보를 반영하여, 상기 수신된 시그널링 메시지를 재생성하는 제4 과정과;
    호가 종료될 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소 및 포트를 반환하는 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 public IP 단말로 향하는 시그널링 메시지는,
    IP 단말의 위치를 등록하고, 전화통신을 허락받기 위한 RAS 시그널링 메시지, 발신 호를 셋업하기 위한 Q.931 시그널링 메시지, 멀티미디어 서비스를 위한 H.245 호 시그널링 메시지와 음성 데이터를 송수신할 수 있는 채널을 설정하기 위한 H.245 로지컬 채널 시그널링 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법.
  4. 라우터가 NAT를 사용하는 지를 검사하는 과정과;
    상기 검사 결과, 상기 라우터가 NAT 글로벌 모드를 사용중이면, 게이트키퍼의 private IP 주소를 정보 교환용 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과;
    NAT private network에서 외부로 통화를 시도하는 경우, RAS 메시지에서 caller IP 단말의 private IP 주소를 찾아 상기 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과;
    외부에서 NAT private network으로 통화를 시도하는 경우, RAS 메시지에서 callee IP 단말의 전화 번호에 해당하는 private IP 주소를 찾아, 상기 특정 채널을 통해 상기 NAT 라우터로 송신하는 과정과;
    상기 pirvate IP 주소를 수신한 상기 NAT 라우터에 의해, 유일한 동적 public IP 주소를 할당받는 과정과;
    외부에 위치한 IP 단말로 향하는 시그널링 메시지를 수신했을 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반영하여, 상기 시그널링 메시지를 재생성한 후 송신하는 과정과;
    호가 종료될 때, 상기 NAT 라우터로부터 할당받은 public IP 주소를 반환하는 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 외부에 위치한 IP 단말로 향하는 시그널링 메시지는,
    발신 호를 셋업하기 위한 Q.931 시그널링 메시지, 멀티미디어 서비스를 위한 H.245 호 시그널링 메시지와 음성 데이터를 송수신할 수 있는 채널을 설정하기 위한 H.245 로지컬 채널 시그널링 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 NAT 기반 로컬망에서 범용 IP 전화통신 시스템을 지원하는 방법.
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