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LTE 망에서 IP 주소 할당 방법 I: 기본
IP Address Allocation Schemes I: Basic
By Netmanias (tech@netmanias.com)
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목차

1. 시작하는 글

2. IP 주소 할당 종류 (Types of IP Address Allocation)

3. 유동 IP 주소 할당 (Dynamic IP Address Allocation)

4. 고정 IP 주소 할당 (Static IP Address Allocation)

5. 마치는 글

 

 

2. IP 주소 할당 종류 (Types of IP Address Allocation)


사용자 단말(UE)이 LTE 망으로 초기 접속시 LTE 망으로 PDN 연결을 요청한다. 사용자 단말에게 PDN 연결을 제공하기 위하여 P-GW는 사용자가 PDN에서 사용할 IP 주소(즉, PDN 주소)를 할당하고 이를 UE에게 전달해 준다. PDN 주소는 P-GW와 UE 간에 default 베어러가 활성화되는 과정에서 P-GW로부터 UE에게로 전달되고 UE는 이 IP 주소를 사용하여 PDN이 제공하는 서비스를 이용한다.


P-GW가 사용자 단말에게 IP 주소를 할당하는 방법은 첫째, 사용자 단말이 망에 접속할 때마다 망(P-GW)에서 자동으로 할당하는 방법이 있고 둘째, 사용자가 가입할 때 IP 주소를 부여하고 망에 접속할 때마다 가입시 부여받은 IP 주소를 할당받는 방법이 있다. 첫 번째 방법을 유동 IP 주소(dynamic IP address) 할당 방법이라 하고 두 번째 방법을 고정 IP 주소(static IP address) 할당 방법이라 한다. 그림 1은 IP 주소 할당 방법의 종류와 특징을 나타낸다.

 

그림 1. IP 주소 할당 방법 (IP Address Allocation Schemes)


유동 IP 할당 방법에서는 UE에게 할당할 IP 주소는 망(예, P-GW)이 자동적으로 결정한다. 사업자는 P-GW에 미리 IP pool을 provisioning해 놓고, UE가 LTE 망에 초기 접속하면 P-GW가 동적으로 IP 주소를 결정하여 UE에게 할당한다. 따라서 UE는 망에 초기 접속할 때마다 다른 유동 IP 주소를 할당받는다.


반면에 고정 IP 할당 방법에서는 사용자가 사업자 망에 가입시 사업자가 UE가 영구적으로 사용할 IP 주소를 할당해준다. 사업자는 UE에게 할당한 고정 IP를 다른 가입 정보와 함께 망(HSS)에 가입정보로 provisioning해 놓고, UE가 LTE 망에 초기 접속하면 P-GW는 HSS로부터 고정 IP 주소를 수신하여 이를 UE에게 전달해준다. 따라서 UE는 망에 초기 접속할 때마다 같은 IP 주소를 할당받는다.


사용자는 초기 접속시 PDN 연결을 요구하는 과정에서 PCO(Protocol Configuration Options)* 파라미터를 이용하여 외부 프로토콜/어플리케이션과 관련된 프로토콜 데이터(예, configuration 파라미터)를 요구할 수 있다(예, DNS 서버 주소 요청, P-CSCF 주소 요청).

* PCO에 대한 자세한 내용은 3GPP TS 24.008을 참조

 

본 문서에서는 사용자 단말이 IP 주소와 함께 DNS 서버 주소를 같이 요구하는 경우를 설명한다.

 

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이완철 2013-08-02 11:10:47
휴가철인데도 글을 올려주시네요. 언제나 감사합니다.
문서상에 두가지 건의가 있어 (염치불구하고 ^^;) 글을 올립니다.

1. 유동 IP 할당 절차에서 MME~HSS 연동 부분이 누락된 것을 넣어주시면 좋겠습니다
고정 IP 부분은 그림이 있어서 혼동이 될 수도 있을 것 같습니다.

2. PCO를 간단하게만 언급을 하셨는데 VoLTE 관련해서 CSCF 접속 IP 할당도 가능함등의 약간 내용을
더 넣어주시면 좋겠습니다.
넷매니아즈 2013-08-02 12:36:56
이완철님, 의견감사합니다.

1번 MME-HSS 연동은 pre-review시 유동 IP 할당에서는 가입정보를 사용하지 않는데 그림에 HSS가 있어 혼란스럽다는 의견이 있어 삭제되었고,
2번은 VoLTE 초기접속 (TBD) 문서에서 상세히 다루어져서 생략되었어요.

Update시 반영하도록 하겠습니다. 의견이 있으시면 언제든 알려주세요. 감사합니다!
Sun 2013-08-03 17:00:11
안녕하세요?
좋은 자료 감사드립니다~

이완철님과 같은 의견 드리는데요.
유동 IP 할당 시 HSS 연동이 삭제되었기 때문에,
MME가 어떻게 고정 IP 사용시에만 HSS와 연동할 수 있는 지 궁금해집니다.
(이미 MME가 고정 또는 유동을 판단하고 있어야 한다는 얘긴데..)
생략하신 걸 유추할 수는 있겠지만 유동 IP 할당시 HSS 연동 부분을 남겨두시는 것이 좋지 않을지 의견 드립니다.
Yoo 2013-08-05 02:46:07
첨부 자료에 보면 유동IP 할당시 MME-HSS간 Update Location Request / Answer 메시지는 설명상 불필요하여 생략되어 있는것이지 고정
IP 사용시에만 HSS와 연동된다는 뜻은 아닙니다.
유동이든 고정이든 Attach 시에 무조건 HSS와 Update Location Request / Answer 메시지를 주고 받게되는데 HSS에는 가입자의 APN별
Default Profile 정보가 입력되어 있습니다.

즉, 유동IP 가입자가 Attach시 HSS의 Update Location Answer에는 QoS Profile 외에 단말의 IP와 관련된 정보는 전송하지 않으며(이 부분이 자료에서 생략), 고정IP 가입자가 Attach시에는 Update Location Answer에 미리 등록되어 있는 단말의 IP 정보를 보내줍니다.
강정원 2013-08-08 13:22:42
static IP Address 할당시에 동일 APN 을 담당하는 P-GW 가 여러대일 경우에는 좀 더 고려되어야 부분이 있어보입니다.
해당 IP Address 를 처리할 수 있게 Routing 설정이 된 P-GW 가 아닌 쪽으로 bearer 가 만들어지면 IP connectivity 가 보장되지 않게 됩니다.
따라서, HSS 의 profile 에 해당 IP address 를 담당할 PGW ID 값도 같이 관리되고 Location Update Answer 에 같이 전달되어야 한다고 생각합니다.

의견 부탁 드립니다.
넷매니아즈 2013-08-09 23:01:31
네, 그부분은 다음 문서 (LTE 망에서 IP 주소 할당 방법 II)에서 다뤄집니다.
Static IP 할당시 HSS profile에는 사용자의 permanent IP와 해당 IP의 PDN 접속을 수행할 고정 P-GW ID가 같이 configuration되어 있습니다.
쉽게 쓰자는 말이 있어서 basic과 응용(예)로 1편/2편을 나눴는데, 잘 아시는 분들은 이미 2편까지 진도를 다 나가셨네요..

다른업무로 1편 update와 2편 upload를 아직 못하고 있는데요, 곧 진행하겠습니다.
주말 잘 보내세요~
konathamharireddy 2013-09-25 18:50:36
please upload english version
kylzs 2013-10-31 11:40:27
NEED english version
komalmca2003 2014-03-10 22:51:09
Please provide the English version of this doc.
komal 2014-10-30 20:29:41

Please convert this document in English Language

 

James 2014-12-10 23:48:01

현재 IPv4 IP가 거의 다 소진되어 가고 있는 것으로 알고 있는데요(약 43억개 미만).

LTE가 이렇게 IPv4로 할당을 하면, 나중에 IPv4 주소가 없어서 가입자를 못받는 상황이 올 수도 있지 않을가요?

유창모 2014-12-12 15:48:27

IPv4 주소가 모자란 모바일 사업자의 경우,
1. P-GW는 LTE 단말에 private IPv4 주소를 할당하고
2. P-GW 뒷단에 내용량 NAT 장비(LSN 혹은 CGN)가 public IPv4 주소로 변경해 인터넷으로 내보내 줍니다.
결국은 IPv6로 가야 하는데, 이를 위해서는 LTE 단말에 iOS/Android OS 및 application이 모두 IPv6를 모두 지원해야 하므로 시간이 좀 걸리지 않을까 생각합니다.

김도훈 2014-12-23 09:09:44

현재 mobile 통신은 ipv4로 사용되고 ip가 부족한 통신사는 nat를 이용한 부족현상을 채우고 있다고 보면되는건가요?

 

유창모 2014-12-23 10:20:26

네, 맞습니다. 현재 국내 사업자의 경우 단말에 Private IPv4를 할당하고 인터넷으로 나가기 전에 대용량 NAT 장비가 Public IPv4로 translation합니다.

타고난몸치 2014-12-23 11:50:46

iOS는 잘 모르지만 android 단말은 IPv6 지원합니다. IMS나 Internet 모두....

현재 IPv6 사용하는 사업자도 있습니다.

김채원 2017-03-27 09:33:01

모바일 연결과정에서는 고정 IP를 쓰나요? 유동 IP를 쓰나요?

이상민 2017-03-27 16:18:29

스마트폰 이용자들은 모두 유동 IP 주소를 사용한다고 보시면 됩니다.
고정 IP 주소의 경우 특수 목적으로 사용되는데요. 구글이나 네이버에서 'LTE 고정 IP'라고 검색해 보세요.

나모곰 2017-05-31 10:41:31

좋은 자료 감사합니다. 보자마자 바로 가입했네요..!

앞으로도 잘 부탁드립니다 ^^

까꿍이아빠 2017-06-01 09:22:57

글 잘 보았습니다^^ 감사합니다!

 

그렇다면  통신사는 특정 시점에 누구에게 어떤 IP를 할당하였는지에 관한

 

자료를 가지고 있을까요?? 아마 기록은 하고 있을 것 같습니다만...

김형석 2017-06-01 10:46:34

물론입니다! 누구(IMSI)에게 어떤 IP 주소를 할당하였는지 관리가 가능합니다.

보노보노 2017-08-09 16:14:25

모바일에서 ios를 사용하고 있습니다만,

LTE로만 인터넷을 사용하고 있고..그런데 IP번호가 계속 바껴요. 

유동이라서 그러는건 이해 하겠는데.. local P-GW를 쓰는 거면..

IP 번호 4개중에 앞 두자리는 고정 아닌가요??

저는 4자리 전부다 바뀌는데..=ㅁ=;

앞자리가 110이 됬다가 175가 됐다가 35가 되기도 하고..

통신사는 KT 사용하고 있습니다.

 

통신사 쪽에 IP 사용 이력 요청했는데..일주일 걸린다하고..=ㅁ=;

이게 3G에서 LTE로 넘어가면서 바뀐거라고 설명은 들었는데..

 

그럼 설명해주신 local P-GW를 쓴다는 말하고 안맞지 않나요?

 

제가 잘 몰라서 말이 좀;;

궁금한거는 한지역에서 모바일로 (ios사용) LTE접속해서 인터넷 이용시 전원은 전혀 끄지 않습니다.

IP번호가 110.70.***.*** 이었다가 175.223.***.*** 이었다가 39.7.**.*** 이렇게 바뀌는데

규칙적인 시간텀이 있는 것도 아니고..왜 그런건가요?

 

wonhiwon 2019-11-30 14:55:03

최근에 발견한 부분인데 SKT LTE를 사용하는 경우 IP주소를 2개를 가지고 통신하는 경우가 보입니다. KT나 LGU+는 보지를 못했는데 SKT만 유독 이런 경우가 발생 합니다.

회사 시스템에 접속을 할 때 인증서비스를 거쳐서 실제 서비스로 들어가는데 같은 단말기이에서 2개의 IP가 동시에 올라 옵니다. 혹시 이런 경우를 보신 분이 있는지요? 혹시 해결하신 경우가 있는지 알려 주셨으면 합니다  

김재성 2021-02-16 16:26:51

IPv6 주소 할당에 대해 아시는 분 설명 부탁 드립니다. (규격을 찾아봐도 명확하지 않아서...)

 

IPv6 단말이 attach 하는 경우 default bearer 생성 시 IPv6 주소가 할당됩니다.

signaling으로는 Interface ID가 내려가고 RA를 통해 IPv6 prefix를 받아 해당 prefix를 가지고 global unique한 주소를 생성하여 사용하게 되는 것으로 압니다.

 

그렇다면, 이후 dedicated bearer 생성 시 해당 단말에 할당되는 IPv6 prefix는 앞서 할당된 prefix와 동일한 값이어야 하나요?

물론 APN이 다른 경우, IP pool을 다르게 사용하면 prefix가 달라지겠지만, 동일한 APN이라거나 또는 APN간 IP pool을 공유할 경우 어떻게 되는 것인지...

아니면, IPv6 prefix는 EPS bearer 생성 시점마다 즉 Create Session Request 수행 시점마다 unique 하게 할당 되어야 하는 것이 맞는지요?EPS bearer 마다 IPv6 prefix가 구별되지 않는다면 PDN으로부터 단말로 전달되는 packet에 대해 어떻게 적합한 EPS bearer를 찾아내어 전송할 수 있을까요? (PGW 입장에서는 자신이 할당해준 prefix까지 밖에 알 수 없으므로...)

규격 상에 단말에 할당되는 IPv6 prefix는 APN에 따라 unique 해야 한다고 명확히 되어 있지만, 하나의 UE는 여러 개의 bearer를 가질 수 있고, APN 마다 IP pool을 공유하면 안 된다는 규정은 없기 때문에 애매하게 해석될 수 있는 것 같아 문의 드립니다.

 

아시는 분 답변 좀 부탁 드립니다.

 

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