KR100785296B1

KR100785296B1 - Ｖｏｉｐ 게이트웨이에 있어서 데이터 전송 제어 장치 및그 방법

Info

Publication number: KR100785296B1
Application number: KR1020050066456A
Authority: KR
Inventors: 장윤석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: KR20070011843A; US8340089B2; US20070019631A1

Abstract

본 발명은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 단말들이 내선 통화를 하는 경우 단말간의 데이터 전송 경로를 최적화하는 VoIP 게이트웨이에 관한 것으로, 본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이는 내선 통화를 하기 위하여 세션을 설정하는 경우 VoIP 게이트웨이 내부 사설망의 어느 하나의 단말로부터 전송되는 세션 연결 요청 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 IP 주소 및 포트를 내부 IP 주소 및 내부 포트로 변환하여 발신 단말 및 착신 단말 사이의 미디어 데이터가 VoIP 게이트웨이의 WAN 모듈, 미디어 서버를 경유하지 않고 직접 전송되도록 함으로써 네트워크 시스템의 리소스를 효과적으로 관리할 수 있다.

Description

ＶＯＩＰ 게이트웨이에 있어서 데이터 전송 제어 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Managing Data Transfer in VoIP Gateway}

도 1은 일반적인 VoIP 게이트웨이를 포함하는 VoIP 서비스 네트워크를 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 VoIP 통화시의 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 도면.

도 3는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 VoIP 게이트웨이를 이용한 VoIP 서비스망을 나타낸 도면.

도 4은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 유무선 복합 게이트웨이 장치를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 VoIP 내선 통화를 위한 세션 설정 과정을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따라 미디어 데이터가 송수신되는 과정을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 따른 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명에 따라 미디어 데이터가 VoIP 게이트웨이를 경유하여 송수신되는 과정을 나타낸 도면.

도 9는 미디어 데이터가 VoIP 게이트웨이를 경유하여 송수신되는 경우의 그 전송 경로를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : VoIP 게이트웨이 123 : 포워딩 모듈

110 : LAN 모듈 124 : 포트 포워딩 테이블

120 : NAT 서버 130 : WAN 모듈

121 : 주소 비교 모듈 200 : 프락시 서버

122 : 주소 변환 모듈

본 발명은 VoIP 게이트웨이에 있어서 데이터 전송을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

먼저, VoIP 기술과 VoIP 통화를 하기 위한 대표적 프로토콜인 SIP과 H.323에 대하여 알아보도록 한다.

VoIP는 컴퓨터 네트워크상에서 음성 데이터를 인터넷 프로토콜의 데이터 패킷으로 변환하여 일반 전화망(예를 들면 PSTN망)에서의 전화 통화와 같이 음성 통화를 가능하게 해주는 일련의 통신 서비스 기술을 의미한다.

SIP(Session Initiation Protocol)는 종단간(end to end)의 멀티미디어 세션을 생성, 수정, 해제하는 응용 계층의 제어 프로토콜이다. 이때 멀티미디어 세션에는 Internet Telephone Call이 포함된다. 이러한 SIP 프로토콜은 세션을 설정하는 프로토콜일 뿐이다. VoIP 시스템은 세션을 설정할 때 양쪽 종단점간 데이터를 주고받는 방법을 명시하기 위하여 SDP(Session Description Protocol)를 이용한다. 이러한 SDP는 세션 이름과 목적, 세션에 사용될 미디어 정보, 미디어를 전송하기 위하여 필요한 정보(주소, 포트, 포맷등)을 포함한다.

H.323은 ITU(Internet Telecommunication Union)의 여러 프로토콜을 이용하여 VoIP 시스템을 구성하는 방법에 대하여 기술한 것이다. 이러한 H.323은 시그널링 변환, 미디어 전송, 콜 설정 등의 과정에 대하여 규정하고 있다. 예를 들어 콜 설정에 대한 작업을 수행하기 위하여는 H.225.0, 음성, 화상 미디어 전송을 위하여는 RTP/RTCP를 사용한다.

도 1은 일반적인 VoIP 게이트웨이를 포함하는 VoIP 서비스 네트워크를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 일반적인 VoIP 서비스망에 있어서 국선 및 내선 통화가 이루어지는 과정과 그 문제점을 살펴본다.

일반적인 VoIP 서비스망은 수 대의 VoIP 내부 단말(10, 20, 30), LAN 모듈(110), NAT 서버(120) 및 WAN 모듈(130)을 포함하는 VoIP 게이트웨이(100) 및 프락시 서버(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 구성 요소를 구비하는 VoIP 게이트웨이 시스템을 통하여, 내부 단 말 1(10)과 외부 단말(30)이 통화하는 과정에 대하여 살펴본다.

먼저, 내부 단말 1(10)은 VoIP 게이트웨이(100)의 LAN 모듈(110)로 세션 연결 요청 메시지(Invite Message)를 송신한다. 상기 VoIP 게이트웨이(100)의 LAN 모듈(110)은 세션 연결 요청 메시지를 수신하여 NAT 서버(120)로 전달한다. NAT 서버(120)는 포트 포워딩 테이블(140)(Port Forwarding Table)을 참조하여 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 내부 단말 1(10)의 주소와 포트 정보를 VoIP 게이트웨이(100)의 공인 IP 주소 및 사설 변환 포트로 변환한다. NAT 서버(120)는 내부 단말 1(10)의 세션 연결 요청 메시지를 WAN 모듈(130)을 통하여 프락시 서버(200)로 전달한다. 프락시 서버(200)는 VoIP 게이트웨이(100)로부터 세션 연결 요청 메시지를 수신하여 외부 네트워크를 통하여 외부 단말(30)로 전달한다. 외부 단말(30)과 내부 단말 1(10)은 상기 세션 연결 요청 메시지 정보를 기초로 하여 세션을 설정한다. 상기 과정을 통하여 세션이 설정된 경우 미디어 데이터들이 내부 단말 1(20)로부터 외부 단말(30)로 전송되기 위하여는 VoIP 게이트웨이(100) 내부에 있는 모듈을 모두 경유하게 된다.

위와 같은 구성을 가지는 VoIP 시스템에 있어서 내선 통화가 이루어지는 과정도 외부 통화를 하는 경우와 유사한 과정을 통하여 이루어지게 된다. 이하, 내선 통화가 이루어지는 과정에 대하여 알아보자.

세션 연결 요청 메시지가 내부 단말 1(10)로부터 WAN 모듈(130)로 전달되는 과정은 이미 살펴보았다. WAN 모듈(130)은 내부 단말 1(10)로부터 전달받은 상기 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 공인 IP 주소를 체크하여 전 송받은 세션 연결 요청 메시지의 목적지를 판단한다. 전송받은 세션 연결 요청 메시지의 목적지는 내부 단말 2가 속한 VoIP 게이트웨이(100)의 공인 IP 주소이다. VoIP 게이트웨이(100)의 WAN 모듈(130)은 세션 연결 요청 메시지의 내부 변환 포트 번호를 참조하여 착신 단말을 인식하고 세션 연결 요청 메시지를 LAN 모듈(110)을 통하여 내부 단말 2로 송신한다. 내부 단말 2는 위에서 설명한 과정의 역순으로 세션 연결 응답 메시지(Response Message)를 내부 단말 1로 전송한다.

도 2는 종래 기술에 따른 내선 VoIP 통화시의 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 도면이다.

미디어 데이터는 세션 연결 요청 메시지와 세션 연결 응답 메시지에 포함되어 있는 발신 단말과 착신 단말의 주소를 이용하여 교환된다. 도 2에 도시된 바와 같이 일반적인 NAT 서버를 이용한 VoIP 시스템에서 미디어 데이터는 NAT 서버(120)를 통하여 전송된다.

상기 과정에 따라 내선 통화를 하면 동일한 네트워크에 속하는 단말들이 내선 통화를 하는 경우에도 미디어 데이터가 NAT 서버 내의 각 모듈을 경유하여야 한다. 이 때 미디어 데이터의 목적지를 판단해 사설 네트워크 내부로 라우팅할 것인지 외부 네트워크로 전송할 것인지를 결정하기 위해서는 네트워크 레이어(Network Layer)의 IP 주소를 검사하여야 한다. 외부 네트워크와 통신을 하기 위한 NAT의 내부 모듈은 외부 네트워크와의 통신을 담당하는 장치임에도 불구하고 내선 통화를 위한 미디어 데이터까지 처리하게 되므로 NAT의 전체적인 리소스(Resource)가 낭비 되는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 VoIP 단말들이 내선 통화를 하는 경우 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 발신 단말이 속하는 NAT 서버의 공인 IP 주소를 비교하고 그 비교 결과에 따라 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 각 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 데이터 전송 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이는 게이트웨이 내부망의 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 게이트웨이의 공인 IP 주소를 비교하는 주소 비교 모듈, 그 비교 결과에 따라 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 발신 단말 및 착신 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 주소 변환 모듈 및 상기 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소가 동일한 경우 상기 메시지를 LAN 모듈로 포워딩하는 포워딩 모듈을 포함한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NAT 서버는 상기 NAT 내부망의 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 NAT 서버의 공인 IP 주소를 비교하는 주소 비교 모듈, 그 비교 결과에 따라 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 발신 단말 및 착신 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 주소 변환 모듈 및 상기 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 NAT 서버의 공인 IP 주소가 동일한 경우 상기 메시지를 LAN 모듈로 포워딩하는 포워딩 모듈을 포함한다.

이 경우 VoIP 게이트웨이와 NAT 서버는 내부 단말에 대한 사설 UDP(User Datagram Protocol) 포트 번호, 내부 IP 주소, 내부 포트 또는 사설 변환 포트 등을 포함하는 포트 포워딩 테이블을 더 포함할 수 있다.

또한, VoIP 게이트웨이 또는 NAT 서버는 SIP(Session Initiation Protocol), H.323 프로토콜, Megaco 프로토콜 등을 지원하는 장치일 수 있다. 그리고 내부망의 단말로부터 전송되는 메시지는 세션 연결 요청 메시지(Invite Message) 또는 세션 연결 응답 메시지(Response Message)일 수 있다.

본 발명에 따른 VoIP 통화를 위한 데이터 전송 방법은 발신 단말로부터 전송되는 세션 연결 요청 메시지에 포함된 착신 단말의 공인 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소를 비교하는 단계, 상기 착신 단말의 공인 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소가 동일한 경우 상기 세션 연결 요청 메시지가 포함하는 상기 발신 단말 및 착신 단말의 IP 주소와 포트 정보를 상기 발신 단말 및 착신 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 정보로 변경하여 상기 변경된 세션 연결 요청 메시지 를 상기 착신 단말로 전송하는 단계, 상기 세션 연결 응답 메시지가 포함하는 발신 단말의 내부 IP 주소와 포트 정보를 포함하는 세션 연결 응답 메시지를 상기 발신 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

이 경우 상기 비교 단계는 세션 연결 요청 메시지에 포함된 착신 단말의 포트와 동일한 사설 변환 포트를 갖는 내부 단말이 존재하는지 체크하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 데이터 전송 방법은 상기 과정을 통하여 세션이 설정된 경우 상기 발신 단말 또는 착신 단말이 상대 단말의 내부 IP 주소로 미디어 데이터를 전송하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 또 다른 데이터 전송 방법은 VoIP 게이트웨이가 기본 라우터로 동작하거나 상기 발신 단말과 상기 착신 단말이 다른 서브넷을 사용하는 경우에 있어서 상기 VoIP 게이트웨이로 수신된 미디어 데이터가 포함하는 목적지 주소를 체크하여 상기 미디어 데이터를 목적 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이에 있어서의 데이터 전송 제어 장치 및 그 동작에 대하여 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하여 보기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하였음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되 는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예로 데이터 전송 경로가 최적화되도록 제어하는 VoIP 게이트웨이를 이용하여 구성한 VoIP 시스템을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 VoIP 시스템은 내부 단말 1(10)과 2(20), NAT 서버(120)를 포함하는 VoIP 게이트웨이(100) 및 프락시 서버(200)를 포함하여 이루어진다.

내부 단말(10, 20)은 사용자가 VoIP 통화를 하기 위한 구성 요소이다. 사용자는 상기 내부 단말(10, 20)을 이용하여 타 단말에 대하여 세션 설정을 요청할 수 있으며, 타 단말의 세션 설정 요청을 수락할 수 있다. 세션 설정이 완료된 후 상기 내부 단말(10, 20)은 사용자로 하여금 음성 통화를 할 수 있도록 음성 신호를 전기 신호로 변환한다.

내부 단말(10, 20)은 VoIP 게이트웨이(100)와 연결되어 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지 또는 제어 신호를 송수신 한다.

VoIP 게이트웨이(100)는 회선 교환 망과 패킷 교환 망 사이에 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지 및 미디어 데이터를 중계하는 구성 요소이다. 도 3에 도시된 VoIP 게이트웨이(100)는 LAN 모듈(110), NAT 서버(120) 및 WAN 모듈(130)로 구성되어질 수 있다.

상기 LAN 모듈(110)은 각 단말에 DHCP 등을 이용하여 IP를 할당하고, 무선 단말과 관련하여 액세스 포인트 역할을 하며, 유선 단말과 관련하여 브릿지(Bridge) 역할을 한다. LAN 모듈(110)은 전송되는 데이터에 포함되는 목적지 단말의 주소를 체크하여 내부망의 단말 또는 NAT 서버로 전달한다.

NAT 서버(120)는 내부 단말(10, 20)로부터 외부 통화를 하기 위한 메시지 등이 전송되는 경우 메시지에 포함되어 있는 단말의 내부 IP 주소 및 포트를 공인 IP 주소와 사설 변환 포트로 변환한다. 또한, NAT 서버(120)는 내부 통화를 하기 위한 메시지를 전송 받아 착신 단말의 IP와 NAT 서버(120)의 IP 주소를 비교하고 메시지에 포함되는 발신, 착신 단말의 IP 주소를 변환하여 포워딩한다. 이 때 상기 메시지는 VoIP 통화를 하기 위하여 세션 설정 과정에서 이용되는 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지일 수 있다.

또한, 상기 NAT 서버(120)는 VoIP 게이트웨이(100) 장치에 포함되어 구성될 수도 있지만, 독립적인 구성 요소로 존재할 수도 있다. 도 3는 NAT 서버(120)가 VoIP 게이트웨이(100) 장치에 포함되어 있는 시스템을 도시한 것이다.

본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이(100)의 NAT 서버(120)는 주소 비교 모듈(121), 주소 변환 모듈(122), 포워딩 모듈(123)을 포함할 수 있다.

주소 비교 모듈(121)은 상기 내부 단말(10, 20)로부터 송신되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 NAT 서버(120)의 공인 IP 주소를 비교한다. 세션을 설정하는 과정에서 주소 비교 모듈(121)은 세션 연결 요청 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소 정보와 상기 NAT 서버(120)의 공인 IP 주소를 비교한다.

이 경우 주소가 동일한 경우로 착신 단말이 VoIP 게이트웨이(100) 본체인 경우가 있다. 주소 비교 모듈(121)은 VoIP 게이트웨이(100) 본체가 착신 단말인 특수한 경우를 배제하기 위하여 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 포트 번호와 동일한 포트 번호를 가지는 내부 단말이 있는지 포트 포워딩 테이블을 검색하는 포트 비교 모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.

주소 변환 모듈(122)은 상기 주소 비교 모듈(121)에서의 비교 결과에 따라 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 각 단말의 내부 IP 주소와 포트 정보로 변환한다. 세션을 설정하는 과정에 있어서 세션 연결 요청 메시지에 포함되는 발신, 착신 단말의 주소와 포트 정보를 각 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 장치이다.

포워딩 모듈(123)은 상기 주소 비교 모듈(121)에서의 비교 결과에 따라 메시지를 LAN 모듈(110) 또는 WAN 모듈(130)로 포워딩시킨다. 내부 통화를 위한 세션 설정 과정에서 포워딩 모듈(123)은 세션 연결 요청 메시지를 LAN 모듈(110)으로 포워딩한다. 그러나 포워딩 모듈(123)이 존재하지 않는 경우에도 세션 연결 요청 메시지만 WAN 모듈(130)과 프락시 서버(200)를 경유하여 전송될 뿐 일단 세션이 설정된 이후에는 미디어 데이터가 내부 IP 주소와 포트를 이용하여 직접 송수신될 수 있다.

포트 포워딩 테이블(124)은 NAT 내부망에 존재하는 여러 단말에 대한 사설 UDP 포트 번호, 내부 IP 주소, 내부 포트, 사설 변환 포트 등을 저장한다.

WAN 모듈(130)은 외부 통화를 하는 경우에 있어서 사설망 외부의 단말로부터 데이터가 수신되는 경우 내부망 내의 어느 단말로 데이터를 전송하여야 할 것인지 판단한다.

프락시 서버(200)는 외부의 VoIP 단말과 NAT 내부의 VoIP 단말의 위치 관리, 호 관리를 하여주는 구성 요소이다. 구체적으로 사용자의 위치 정보 관리로서는 자신의 현재 위치의 등록, 수정, 삭제 및 기능이 있을 수 있다. 또한, 호 관리 기능으로는 상대방과의 콜을 설정, 취소, 종료하여 주는 기능과 상대방으로부터 요청된 콜을 수용하거나 거절하는 기능이 있다.

본 발명에 따른 프락시 서버(200)는 VoIP 게이트웨이(100)의 WAN 모듈(130)과 연결되며 VoIP 게이트웨이(100)로부터 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지, 제어 신호 등을 전송받아 목적지로 송출한다.

도 4는 본 발명의 두 번째 실시예로 데이터 전송 경로가 최적화되도록 제어하는 유무선 복합 게이트웨이 제어 장치를 도시한 것이다.

상기 유무선 복합 게이트웨이(101)를 포함하는 VoIP 시스템은 유무선 VoIP 단말(11, 21), 액세스 포인트(112), NAT 서버(120), WAN 모듈(130) 등으로 구성된다. 이러한 유무선 복합 게이트웨이(101)의 예로 삼성전자에서 시판되는 OfficeServ SOHO 등이 있다.

유무선 VoIP 단말(11, 21)은 첫 번째 실시예의 내부 단말(10, 20)과 같이 사용자가 음성 통화를 하기 위한 장치이다. 상기 유무선 VoIP 단말(11, 21)은 유무선 복합 게이트웨이(101)의 액세스 포인트(112)와 연결되어 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지, 미디어 데이터, 제어 신호 등을 송수신하게 된다.

액세스 포인트(111)는 상기 유무선 VoIP 단말로부터 각종 신호를 송수신하는 역할을 하는 구성 요소이다. 상기 액세스 포인트(111)는 유무선 VoIP 단말(11, 21)과 NAT 서버(120)와 연결되어 세션 연결 요청 메시지, 세션 연결 응답 메시지, 미디어 데이터를 중계하는 역할을 하게 된다.

NAT 서버(120)는 첫 번째 실시예와 마찬가지로 주소 비교 모듈(121), 주소 변환 모듈(122), 포워딩 모듈(123)로 구성된다. 상기 구성 요소들은 첫 번째 실시예와 동일한 기능을 하므로 그 설명을 생략하기로 한다.

이와 같은 구성 요소들을 포함한 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 NAT 서버를 포함하는 VoIP 시스템의 동작에 대하여 설명하여 보자. 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 유무선 복합 게이트웨이 장치의 동작은 첫 번째 실시예의 동작과 유사하므로 그 설명을 생략한다.

표 1은 VoIP 게이트웨이 내부 단말들의 내부 IP 주소 및 내부 포트 번호, 사설 변환 포트를 저장하고 있는 포트 포워딩 테이블을 도시한 것이다. 표 1에 도시된 포트는 미디어 데이터 송수신용 포트를 의미한다. 이 때 NAT 서버의 공인 IP 주소는 211.214.161.107이라고 하자. 표 1에 도시된 포트 포워딩 테이블을 참조하여 내선 통화를 하기 위한 내부 단말 1(10)과 내부 단말 2(20) 사이의 세션이 설정되는 과정을 살펴본다. 여기서 동작을 쉽게 설명하기 위하여 내부 단말 1(10)을 발신 단말로, 내부 단말 2(20)를 착신 단말로 정의한다. 이미 종래의 세션 설정 방법에 대하여 살펴보았으므로 본 발명의 특징인 주소 비교 모듈, 주소 변환 모듈 및 포워딩 모듈의 동작을 중심으로 살펴본다.

내부 단말의 정보를 저장하는 포트 포워딩 테이블

내부 단말	내부 IP	내부 포트	사설 변환 포트
1(발신 단말)	192.168.111.240	8004/UDP	23000/UDP
2(착신 단말)	192.168.111.241	8004/UDP	23002/UDP
...	...	...	...

발신 단말(10)로부터 세션 연결 요청 메시지를 전송받은 NAT 서버(120)의 주소 비교 모듈(121)은 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 공인 IP 주소(211.214.161.107)와 NAT 서버(120)의 공인 IP 주소(211.214.161.107)가 동일한지 비교한다.

이 때 주소 비교 모듈(121)에 포함되는 포트 비교 모듈(미도시)은 세션 연결 요청 메시지에 포함되는 착신 단말의 사설 변환 포트(23002/UDP)와 동일한 포트를 갖는 내부 단말 2(20)를 검색하여 내선 통화임을 인식한다.

주소 변환 모듈(122)은 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 발신, 착신 단말의 주소와 포트 정보를 내부 IP 주소(192.168.111.240, 192.168.111.241)와 내부 포트 정보(8004/UDP)로 변경한다.

포워딩 모듈(123)은 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 주소가 내부 IP주소(192.168.111.241)이므로 메시지를 LAN 모듈(110)로 포워딩시켜 착신 단말(20)로 직접 전송한다.

사용자의 응답에 따라 착신 단말(20)은 발신, 착신 단말(10, 20)의 주소로 내부 IP 주소(192.168.111.240, 192.168.111.241)를 포함하는 세션 연결 응답 메시지를 생성하여 LAN 모듈(110)로 전송한다.

LAN 모듈(110)은 세션 연결 응답 메시지에 포함되는 발신 단말(10)의 주소가 내부 IP 주소(192.168.111.240)임을 체크하고 세션 연결 응답 메시지를 전송한다.

도 5는 본 발명에 따른 VoIP 내선 통화를 위한 세션 설정 과정을 나타낸 도면이다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 사용자가 내선 통화를 시도하는 경우 VoIP 단말은 세션 연결 요청 메시지를 생성하여 VoIP 게이트웨이로 송출한다(S1100).

세션 연결 요청 메시지를 수신한 VoIP 게이트웨이는 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 IP 주소가 상기 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소와 동일한지 비교한다(S1200). 이러한 비교 과정에서 두 주소가 동일한 경우 VoIP 게이트웨이는 착신 단말이 VoIP 게이트웨이 본체 또는 VoIP 게이트웨이에 연결되어 있는 단말로 인식하게 된다. 한편, 착신 단말의 공인 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 IP 주소가 동일하지 않은 경우에는 국선 통화이므로 세션 연결 요청 메시지는 종래의 세션 설정 방법에 따라 인터넷을 경유하여 상대 단말로 전송하게 된다.

착신 단말의 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소가 동일한 경우, VoIP 게이트웨이는 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 착신 단말의 포트 번호와 동일한 포트 번호를 가지는 내부 단말이 있는지 포트 포워딩 테이블을 검색한다.(S1300). 이러한 검색 과정에서 동일한 포트를 갖는 내부 단말이 존재하는 경우 VoIP 게이트웨이는 내선 통화가 이루어진다고 간주한다.

상기 과정에서 착신 단말의 포트 번호와 동일한 포트를 가지는 내부 단말이 존재하는 경우 VoIP 게이트웨이는 세션 연결 요청 메시지에 포함되어 있는 발신, 착신 단말의 공인 IP 주소 및 사설 변환 포트 정보를 각 단말의 내부 IP 주소 및 내부 포트 정보로 변경한다(S1400).

상기 VoIP 게이트웨이는 상기 과정에서 변환된 착신 단말의 내부 IP 주소 및 포트 정보를 이용하여 해당 VoIP 단말로 세션 연결 요청 메시지를 전송한다 (S1500).

세션 연결 요청 메시지를 수신한 착신 VoIP 단말은 사용자에게 세션 연결 요청 메시지 수신 사실을 알리고 이에 대해 사용자가 응답한 경우 세션 연결 응답 메시지를 생성하여 상기 VoIP 게이트웨이로 전송한다(S1600).

상기 VoIP 게이트웨이는 세션 연결 응답 메시지에 포함되어 있는 발신 단말의 내부 IP 주소를 이용하여 내부 통화를 위한 메시지임을 인식하고 세션 연결 응답 메시지를 발신 단말로 전송한다(S1700).

상기 과정을 통하여 발신 단말과 착신 단말의 세션 설정은 완료된다. 위의 과정을 통하여 세션이 설정된 이후 두 단말은 내부 IP 주소 및 포트 정보를 이용하여 음성 통화 신호를 포함하는 미디어 데이터를 송수신한다(S1800).

도 6은 본 발명에 따라 미디어 데이터가 송수신되는 과정을 나타낸 도면이다.

하나의 네트워크에 포함되어 있는 VoIP 단말들의 세션 설정 과정이 완료된 후에 VoIP 단말들은 미디어 데이터 송수신을 시작한다(S2100).

발신 단말은 사용자의 통화 음성 신호, 목적지 주소를 포함하는 미디어 데이터를 액세스 포인트 또는 브릿지와 같은 LAN 모듈로 전송한다(S2200).

이 경우에 미디어 데이터에 포함되어 있는 목적지 주소 및 포트는 착신 단말의 내부 IP 주소 및 내부 포트이므로 착신 단말로 직접 전송된다(S2300).

물론 착신 단말로부터의 미디어 데이터도 위의 방법과 동일하게 발신 단말로 전송될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 도면이다. 즉, 도 7은 도 6에서 설명한 미디어 데이터 전송 방법을 이용하는 경우에 있어서 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이 미디어 데이터는 먼저 액세스 포인트나 브릿지와 같은 LAN 모듈로 전송된다. LAN 모듈로 전송된 미디어 데이터는 상대 단말의 내부 IP 주소와 포트 정보를 이용하여 상대 단말로 전송된다.

이와 같은 전송 방법을 이용하는 경우 미디어 데이터는 액세스 포인트 또는 브릿지와 같은 LAN 모듈만을 경유하게 된다. LAN 모듈은 OSI 계층의 Link Layer(Layer 2)에 해당하는 장치이므로 미디어 데이터들이 Link Layer까지만 경유하여 송수신될 수 있는 것이다. 이와 같이 미디어 데이터 전송 과정에서 Link Layer까지만 이용하게 되는 경우 Encapsulation/Decapsulation 과정을 줄일 수 있으므로 네트워크의 리소스를 더욱 확보할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명에 따라 미디어 데이터가 VoIP 게이트웨이를 경유하여 송수신되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 6에서 설명한 미디어 데이터 전송 방법은 NAT 서버가 기본 라우터로 동작하는 경우 또는 두 내부 단말이 서로 다른 서브넷을 사용하는 경우에는 이용될 수 없다. 도 8은 이러한 경우에도 적용될 수 있는 미디어 데이터 전송 방법을 나타낸 도면이다.

하나의 네트워크에 포함되어 있는 여러 VoIP 단말들은 내부 통화를 하기 위하여 이미 설명한 방법에 따라 세션을 설정한 후 음성 통화를 포함하는 미디어 데이터를 송수신하기 시작한다(S3100).

발신 단말은 사용자의 통화 음성 신호, 목적지 주소를 포함하는 미디어 데이터를 NAT 서버를 포함하는 VoIP 게이트웨이로 전송한다. 이 경우 미디어 데이터에 포함되어 있는 목적지 주소로 착신 단말의 내부 IP 주소가 저장된다. 세션 설정 과정에서 두 단말들은 상대 단말의 내부 IP 주소 및 포트 정보가 포함되어 있는 메시지를 이용하여 세션을 설정하였기 때문이다(S3200).

미디어 데이터를 수신한 VoIP 게이트웨이는 미디어 데이터에 포함되어 있는 목적지 주소를 체크한다. 상기 미디어 데이터에 포함되어 있는 목적지 주소는 상기 VoIP 게이트웨이의 내부 IP 주소이므로 VoIP 게이트웨이는 상기 미디어 데이터가 내선 통화를 위한 데이터임을 인식할 수 있다(S3300). 한편 외부 통화를 위한 미디어 데이터가 입력된 경우 미디어 데이터는 종래의 미디어 전송 방법에 따라 인터넷을 통하여 상대 단말로 전송된다.

VoIP 게이트웨이는 내선 통화를 위한 미디어 데이터를 외부 네트워크로 포워딩시키지 아니하고 내부망의 착신 단말로 직접 전송한다(S3400).

물론 착신 단말로부터 전송되는 미디어 데이터도 위의 방법과 동일하게 발신 단말로 직접 전송될 수 있다.

도 9는 미디어 데이터가 VoIP 게이트웨이를 경유하여 송수신되는 경우 그 전송 경로를 나타낸 도면이다. 즉, 도 9는 도 8에서 설명한 미디어 데이터 전송 방법을 이용하는 경우에 있어서 미디어 데이터 전송 경로를 나타낸 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이 미디어 데이터는 VoIP 게이트웨이의 LAN 모듈로 먼저 전송된다. LAN 모듈로부터 미디어 데이터를 전송받은 NAT 서버는 미디어 데이터에 포함되어 있는 발신 단말 또는 착신 단말의 주소를 체크하여 다시 LAN 모듈로 포워딩한다. 결론적으로 미디어 데이터는 VoIP 게이트웨이의 LAN 모듈과 NAT 서버만을 경유하여 송수신된다.

도 8의 미디어 데이터 전송 방법을 이용하는 경우에는 미디어 데이터가 도 6에서 설명한 미디어 데이터 전송 방법보다 NAT 서버를 더 거치는 단점이 있다. 하지만 종래의 미디어 데이터 전송 방법과 비교할 때에는 미디어 데이터가 WAN 모듈을 거치지 않고 송수신된다는 장점이 존재한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이에 있어서의 데이터 전송 제어 장치 및 그 방법에 따르면 내선 통화를 하는 경우 미디어 데이터가 NAT 서버, 프락시 서버를 경유하지 않으므로 네트워크 시스템의 리소스를 효과적으로 관리할 수 있고 Encapsulation/Decapsulation 작업을 적게 하여도 된다는 장점이 있다.

Claims

VoIP 통화를 위한 데이터 전송 방법에 있어서,

VoIP 게이트웨이는 발신 단말로부터 전송된 세션 연결 요청 메시지에 포함된 착신 단말의 공인 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소를 비교하는 단계;

상기 착신 단말의 공인 IP 주소와 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소가 동일한 경우, 상기 VoIP 게이트웨이는 상기 세션 연결 요청 메시지가 포함하는 상기 발신 단말 및 착신 단말의 공인 IP 주소와 포트 정보를 각각의 내부 IP 주소와 내부 포트 정보로 변경하여 상기 착신 단말로 전송하는 단계; 및

상기 착신 단말은 상기 세션 연결 요청 메시지 중 발신 단말의 내부 IP 주소와 포트 정보를 포함하는 세션 연결 응답 메시지를 상기 발신 단말로 전송하여 세션을 설정하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 VoIP 게이트웨이는 상기 세션 연결 요청 메시지에 포함된 착신 단말의 포트와 동일한 사설 변환 포트를 갖는 내부 단말이 존재하는지 체크하는 단계를 더 포함하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 VoIP 게이트웨이는 적어도 하나의 내부 단말에 대한 사설 UDP 포트 번호, 내부 IP 주소, 내부 포트 또는 사설 변환 포트 중 적어도 하나를 저장하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 세션이 설정된 경우 상기 발신 단말 또는 착신 단말이 상대 단말의 내부 IP 주소를 이용함으로써 상기 VoIP 게이트웨이의 LAN 모듈만을 경유하여 미디어 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 데이터 전송 방법.
제4항에 있어서,

상기 VoIP 게이트웨이가 기본 라우터로 동작하거나 상기 발신 단말과 상기 착신 단말이 서로 다른 서브넷을 사용하는 경우에는,

상기 VoIP 게이트웨이로 수신된 미디어 데이터가 포함하는 목적지 주소가 내부 IP 주소인지 체크하여 상기 미디어 데이터를 목적 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 데이터 전송 방법.
공중 전화망과 IP 패킷망을 연결하는 VoIP 게이트웨이에 있어서,

상기 VoIP 게이트웨이 장치 내부 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소 정보와 상기 VoIP 게이트웨이 장치의 공인 IP 주소를 비교하는 주소 비교 모듈;

상기 비교 결과에 따라 상기 메시지에 포함되는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 발신 단말 및 착신 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 주소 변환 모듈; 및

상기 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 VoIP 게이트웨이의 공인 IP 주소가 동일한 경우 상기 메시지를 LAN 모듈로 포워딩하는 포워딩 모듈을 포함하는 VoIP 게이트웨이.
제6항에 있어서,

상기 주소 비교 모듈은 상기 VoIP 게이트웨이 내부 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 포트와 동일한 사설 변환 포트를 갖는 내부 단말이 존재하는지 체크하는 포트 비교 모듈을 포함하는 VoIP 게이트웨이.
제6항에 있어서,

상기 메시지는 세션 연결 요청 메시지 또는 세션 연결 응답 메시지 중 어느 하나인 VoIP 게이트웨이.
제6항에 있어서,

적어도 하나의 내부 단말에 대한 사설 UDP 포트 번호, 내부 IP 주소, 내부 포트 또는 사설 변환 포트 중 적어도 하나를 저장하는 포트 포워딩 테이블을 더 포함하는 VoIP 게이트웨이.
제6항에 있어서,

상기 VoIP 게이트웨이는 SIP, H.323 프로토콜, Megaco 프로토콜 중 적어도 하나를 지원하는 VoIP 게이트웨이.
NAT 서버에 있어서,

상기 NAT 서버 내부망의 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP(Internet Protocol) 주소와 상기 NAT 서버의 공인 IP 주소를 비교하는 주소 비교 모듈;

상기 비교 결과에 따라 상기 메시지가 포함하는 발신 단말 및 착신 단말의 주소와 포트 정보를 발신 단말 및 착신 단말의 내부 IP 주소와 내부 포트 번호로 변경하는 주소 변환 모듈; 및

상기 메시지에 포함되는 착신 단말의 공인 IP 주소와 상기 NAT 서버의 공인 IP 주소가 동일한 경우 상기 메시지를 LAN 모듈로 포워딩하는 포워딩 모듈을 포함하는 NAT 서버.
제11항에 있어서,

상기 주소 비교 모듈은 상기 NAT 서버 내부 단말로부터 전송되는 메시지에 포함되는 착신 단말의 포트와 동일한 사설 변환 포트를 갖는 내부 단말이 존재하는지 체크하는 포트 비교 모듈을 포함하는 NAT 서버.
제11항에 있어서,

상기 메시지는 세션 연결 요청 메시지 또는 세션 연결 응답 메시지 중 어느 하나인 NAT 서버.
제11항에 있어서,

적어도 하나의 내부 단말에 대한 사설 UDP(User Datagram Protocol) 포트 번호, 내부 IP 주소, 내부 포트 또는 사설 변환 포트 중 적어도 하나를 저장하는 포 트 포워딩 테이블(Port Forwarding Table)을 더 포함하는 NAT 서버.
제11항에 있어서,

상기 NAT 서버는 SIP(Session Initiation Protocol), H.323 프로토콜, Megaco 프로토콜 중 적어도 하나를 지원하는 NAT 서버.