이동통신에서의 이동성은 주로 기지국과 기지국간의 핸드오버를 의미하며 커버리지는 pico, femto, macrocell 등이 있을 수 있습니다.. 단말은 현재 연결 된 기지국에서 신호가 강한 다른 기지국으로 이동하게 되면 망 가입, 호처리, IP 대역 변경등의 처리를 해주어야 합니다. IP 대역 변경은 위에서 언급하신 내용처럼 터널링을 통해 데이터 통신을 가능하게 할 수 있습니다.

4G(LTE) 망에서 UE(단말)에 IP 주소를 할당하는 노드는 P-GW이며,

UE 이동에 따라 기지국이 변경(UE가 기지국1에서 기지국2로 이동)되어도 일반적으로 P-GW는 변경되지 않으므로, 

UE에 IP 주소 변경은 없습니다.

UE에 IP 주소가 변경되면 기존 connection(socket)이 모두 끊기게 되므로 seamless한 통신이 불가능하게 됩니다 (VoLTE의 경우 통화 단절 발생).

아 그럼 제가 질문에서 언급한 IP Mobility management는 P-GW가 변경되었을 때 발생하는 핸드오버이고,

기지국이 변경되는 핸드오버에서는 IP에 대한 변경 없이 연결되는 기지국만이 변경되는 방식인 건가요?

Handover 는 단말이 RRC_Connected 에서 RRC_Connected 상태로 다음 Cell로 천이 될때를 말합니다.

그러므로 단말은 Active한 상태에서 데이터를 주고 받으면서 다음 셀로 넘어 가는 겁니다.

그래서 할당 받은 UE IP는 변함이 없을 겁니다.

 세부적인 절차는 RRC Reconfiguration 을 단말이 받아서 단말은 Measurement Report를 올립니다.

핸드오버 하는 양쪽 기지국 신호의 품질을 올리는 것입니다.

그래서 한쪽 기지국 품질이 나빠지고 다른 한쪽이 좋아지면 RRC Connected 모드에서 RRC Connected 모드로 넘어다른 셀로 넘어 가는 겁니다.

그리고 코어에서 받는 IP는 변함이 없을 겁니다.

AS와 NAS의 차이를 구분 하시면 될거 같습니다.

AS는 L1 부터 RRC 까지의 Layer를 AS라 그러고 NAS는 그 상위에 있습니다.

NAS가 MME 와 UE의 간의 IP Connectivity를 관할 하며

Handover는 그 밑에 있는 AS에서 이루어지기 떄문에 NAS에는 변함이 없습니다.

그러므로 UE IP는 바뀌지 않으며 그대로 유지가 됩니다.

김이진님이 언급한 첫번째 핸드오버 (IPv6의 IP mobility)는 클라이언트 기반 이동성에 대한 것으로

IPv6 사용자가 IPv6 프로토콜을 통해 직접 핸드오버를 수행하는 것으로 IETF에 의해 표준화가 주도되는 것들입니다.

두번째 핸드오버 (cell간 핸드오버)는 네트워크 기반 이동성에 대한 것으로 IPv6 사용자가 아니라

LTE와 같은 모바일 네트워크가 알아서 핸드오버를 제공하는 것으로

LTE 표준을 담당하는 3GPP에 의해 표준화가 주도되는 것들입니다.

개인적인 의견일 수도 있겠지만

IETF의 기본 개념은 “사용자는 필요하면 알아서 자기가 필요한 것을 할 수 있도록 하겠다”가 기본 컨셉이라

“클라어인트 기반 이동성”을 정의하고 있고

3GPP는 “사용자가 모두 똑똑한 것은 아니므로 사용자에게 필요한 것은 네트워크가 한다”가 기본 컨셉이라

“네트워크 기반 이동성”을 정의하고 있습니다.

물론 3GPP가 IETF와 협력하여 표준을 만들기도 합니다. 예를 들면 IETF가 만든 IPv6의 mobility를

네트워크에서 할 수 있도록 3GPP의 요청에 의해 IETF가 만든 PMIP을 들 수 있겠습니다. (뭐.. 결국

3GPP에서 PMIP을 도입하는 것은 사실상 실패했다고 볼수 있기는 하지만..) 

결론, 마지막 질문인 두 이동성간의 차이에 대한 답은 “누가 핸드오버를 관장하느냐”에 따른 차이라고 보면 됩니다.

쩝.. 너무 늦은 답변인가요.. ^^; 

늦지 않았습니다! 답변 감사드립니다!

저는 사실 PMIPv6에 대해 자세히 공부하고 있습니다.

말씀하신대로 IETF에서 처음 제안한 클라이언트 기반 이동성 방식인 MIPv6는 MN이 이동성 정보(mobility context)를 관리하며 AR을 이동할 때마다 이동성 정보를 MN이 직접 물려있는 AR에게 알려주는 방식으로 동작하죠.

하지만 네트워크 기반 이동성을 제안하는 Proxy MIPv6는 MN에게 transparent한 핸드오버를 제안합니다. MN의 이동성 정보를 네트워크 단에서 관리합니다.(주로 네트워크 도메인의 중앙에 존재하는 데이터베이스 서버인 LMA) 

제가 실제 어떻게 적용되고 있는지에 대해서는 잘 알지 못하는데 3GPP에서 PMIP을 도입하는 것은 사실상 실패했다고 말씀하신 이유를 알 수 있을까요?

제가 질문드린 두 핸드오버 방식의 차이가 클라이언트 기반 vs 네트워크 기반 관리 방식이라고 말씀해주셨는데 PMIPv6는 이런 차이점에 부합하지 않는 것 같아 혼란스럽습니다.

아니면 윗분들이 말씀해주신대로 두 방식의 차이점이 계층의 차이는 아니인지요?

(IP mobility management는 3계층에서 진행하는 핸드오버이고, cell 간에서 수행되는 핸드오버는 2계층의 핸드오버이다...?)

감사합니다.

PMIP (실제는 PMIPv6) 의 3GPP 도입이 사실상 실패인 이유

가. 3GPP는 단말에게 할당한 IP 내에서도 서비스별 QoS 관리를 위해 서비스별로 GTP란 논리적 터널링

    프로토콜을 3GPP에서 직접 규격화해서 3G때부터 사용하고 있었습니다.

나. GTP 터널을 식별하는 방법은 보통 source/destination IP & Port의 조합으로 하고 넷매니아즈 사이트

    어딘가에 상세 설명도 있습니다.

다. “서비스별 QoS 관리”의 예로 들 수 있는 LTE 음성 서비스의 경우, 단말에게는 하나의 IP가 할당되지만

    SIP 시그널링과 음성 RTP, 영상 RTP 데이터에 각각 다른 QoS (대역폭 & 우선순위, QCI라고 불림) 를 할당하며

    각각 다른 QoS 트래픽임을 식별하기 위해 1개 IP 내에 3개의 GTP 터널을 만들고 터널별 ID를 관리합니다.

라. “나&다”에서 패킷별 터널 식별을 좀 더 쉽게 할 수 있도록 트래픽이 전달되는 “단말 ~ eNB ~ SGW ~ PGW”

    구간 중 패킷별 터널을 구분하는 기능은 “단말”이 네트워크로 송신하는 패킷에 대한 식별 책임을 가지고

    “PGW”는 단말로 송신하는 패킷에 대한 식별 책임만 지며 eNB, SGW는 식별 기능 없이

    터널 ID별 QoS 정보만 가지고 트래픽을 중계합니다.

마. EPC Core에 PMIP 적용이 가능한 S5 인터페이스를 보면 MAG = SGW가 되고 LMA = PGW가 됩니다.

바. 문제는 PMIP은 “IP별 터널”이므로 “라”에서 PGW가 패킷별 QoS를 식별해도 SGW에게 전달할 방법이 없습니다.

   즉, SGW는 SGW대로 GTP일 때는 안 해도 되었던 패킷별 QoS 식별 과정인 “나”를 해야 하고 이로 인한

   추가적인 컴퓨팅 파워 소모로 성능 및 용량이 떨어집니다.

사. 운용자는 GTP&PMIP을 모두 알아야 하니 힘이 더 드는 데 똓 같은 장비 가격에 성능이 떨어지니 사용하는

    통신사가 없게 됩니다.

아. 결국은 PMIP을 검토하다가 GTP로 다시 옮겨가고 아무도 PMIP을 신경쓰지 않습니다.

사. 정리하면 3GPP는 “IP별 터널”이 아니라 “서비스별 터널”이 딱인데 PMIP은 이게 안됩니다.

두번째 답변

물어보신 게 “MIP vs 이동통신” 이었기에 “클라이언트 vs 네트워크”라고 답변을 드린 겁니다.

PMIP 표준인 RFC 5213의 Abstract 첫 문장을 읽어보시면

“Network-based mobility management enables IP mobility for a host without requiring its participation”

이라고 되어 있습니다.

마지막에 언급하신 “계층”에 대해선 이게 계층이라면 계층일 수 있고 (단말은 LTE 망 자체를 L2로 간주해도 무방)

아니라고 하면 아닐 수도 있습니다.

(요즘은 오버레이 또는 레이어드 형태가 워낙 많아서 뭐가 L2 이고 뭐가 L3인지 구분하는 게 의미가 있을지..)

중요한 것은 IPv6 mobility와 LTE mobility를 동시에 엮어서 생각하지 않아야 한다는 것입니다.

사용자가 LTE & WIFI & 3G & 유선등등을 가리지 않고 이동성을 가지고 싶다면 IPv6 mobility 환경이

필요할 것이고 이건 사용자가 직접 구축해야 합니다. (이게 IETF의 목표인 클라이언트가 알아서 하는 이동성)

하지만 그게 아니라 단일사업자내 LTE에서의 이동성만 필요하다면 그 이동성은 사업자(3GPP& LTE)가 제공하고

IPv6 mobility는 필요 없습니다. (이게 3GPP의 목표인 네트워크가 알아서 하는 이동성)