The Session Initiation Protocol (SIP), standardized by the IETF, allows participants to establish a session which consists of multimedia streams such as audio and video. However, when it comes to mobile environment, SIP fails to deliver seamless real-time multimedia service due to significant handoff delay occurred from IP address allocation and session creation. Though there have been studies to handle this issue, one common disadvantage was that these approaches required additional network components or considerable network administrator's interventions. In this paper, we propose a handoff mechanism for SIP to reduce handoff delay through advancing IP address reservation and session update using link layer information of a wireless network. Results from our proposed mechanism called Cross-Layer Fast Handoff for SIP (CF-SIP) show that CF-SIP can support the real-time multimedia services in wireless Internet with minimal modifications to existing networks.
무선 인터넷 환경에서 무선 단말의 이동성을 보장하기 위하여 Mobile IP가 표준화 되었지만, 상당한 핸드오프 지연 시간과 배포 문제 (deployment problem)를 발생시켰다. Session Initiation Protocol (SIP)는 어플리케이션 계층의 프로토콜로서 Mobile IP 가 가지는 배포 문제를 해결하였지만, 무선 단말의 핸드오프 시 상당한 지연 시간을 발생시켜 실시간 멀티미디어 서비스의 제공을 어렵게 하였다. 이를 해결하기 위한 기존 연구들은 핸드오프 발생 시 SIP 세션의 재 생성 시간만을 최소화 하여DHCP 서버로부터 IP 주소를 할당 받는 무선 단말들에게 실시간 멀티미디어 서비스를 제공하지 못할 뿐만 아니라, 기존의 네트워크에 기지국이나 서버와 같은 추가 장비의 설치를 요구하는 배포 문제를 발생시켰다.
본 논문에서는 기존 네트워크 프로토콜들의 수정을 최소화하며 사전 IP 주소 예약 및 세션 갱신을 통하여 핸드오프 지연 시간을 최소화 하는 기법을 제안한다. 제안되는 SIP 를 위한 크로스 레이어 패스트 핸드오프 기법 (CF-SIP)은 링크 계층의 정보를 이용하여 향후 무선 단말이 이동할 위치를 미리 예측하고, 핸드오프가 발생하기 전에 예측된 지역에서 사용할 IP 주소를 사전에 할당 받아, 그 주소를 이용하여 상대방 단말과 사전에 세션을 생성하여 핸드오프 지연 시간을 최소화 한다.
제안되는 기법의 구조적 장점은 기존의 네트워크 자원들을 최대한 활용하여, 엑세스 포인트(Access Point)의 비컨 시그널(Beacon Signal)의 수정을 제외하면 기존 환경에 거의 수정을 요구하지 않는다는 점을 들 수 있다. 제안되는 기법은 이와 같은 장점을 유지하면서, 무선 단말의 핸드오프 발생시 그 지연 시간을 최소로 하여 실시간 멀티미디어 서비스를 제공한다.
제안된 기법의 성능 평가를 위해 테스트베드 상에서의 실제 구현을 통하여 기존 방식들과의 비교 실험을 시행하였다. 실험결과는 제안된 기법을 사용하는 경우 핸드오프 지연을 100 밀리초 미만으로 줄여 실시간 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있음을 보여주었다. 또한 어플리케이션 적용 예를 보이기 위한 H.263 비디오 스트리밍 서비스를 통한 실험에서도 핸드오프 발생 시 끊김없는 서비스를 제공하는 결과를 얻을 수 있었다.
