IEEE 802.11 Task Group z 개요

2007년 9월 17일~21일 미국 Honolulu에서 열린 IEEE 802.11 임시 회의에서, Task Group(TG) z의 첫 회의가 열렸다. TGz의 목적은, 상용화된 IEEE 802.11a/b/g 무선랜 환경에서도 IEEE 802.11e를 지원하는 단말(QSTA ; QoS STAtion)들이 직접 링크 설정(Direct Link Setup)을 허용하는 것과 파워 절약 모드(Power Saving Mode)에서도 직접 링크 설정이 가능하게 하는 것이다.

직접 링크 설정 기법은 IEEE 802.11e medium access control(MAC) 표준의 선택적 기능으로, QSTA 간에 데이터 프레임을 직접 주고 받는 기능이다. 직접 링크 설정을 사용하지 않을 경우, QSTA 간에 주고 받는 데이터 프레임은 Access Point(AP)를 통하게 된다. 따라서, 직접 링크 설정을 사용할 경우, 무선랜 채널 사용 효율이 2배 이상 높아지게 된다.

직접 링크 설정을 지원하는 QSTA이 해당 기능을 원활히 사용하기 위해서는 AP가 직접 링크 설정을 반드시 지원해야 하며, 기존 무선랜 인프라가 업그레이드 돼야 하는 문제가 발생하게 된다.

TGz는 IEEE 802.11e MAC 표준을 지원하는 QSTA들이 기존 무선랜 인프라에서 직접 링크설정을 사용하게 하는 것과, 그로 인해 IEEE 802.11e MAC을 지원하는 네트워크 카드의 보급을 높이는 목적을 가진다.

IEEE 802.11 TGz 기술 요약

TGz에서는 이미 상용화되어 널리 사용중인 IEEE 802.11a/b/g AP 환경을 가정한다. 하지만, 단말은 IEEE 802.11e와 직접 링크 설정을 지원하는 QSTA이어야 한다. 이러한 환경에서, QSTA 간에 직접 링크 설정을 지원하기 위해서는 직접 링크 설정 요청(DLS Setup Request), 직접 링크 설정 응답(DLS Setup Response), 직접 링크 해제(DLS Teardown)와 같은 관리 작용 프레임(management action frame)들이 AP 도움 없이 QSTA 간에 전달 될 수 있어야 한다.

이번 회의에서 논의된 Tunneled Direct Link Setup(TDLS) 기법은, 직접 링크 설정 요청(DLS Setup Request), 직접 링크 설정 응답(DLS Setup Response), 직접 링크 해제(DLS Teardown)과 같은 관리 작용 프레임(management action frame)을 데이터 프레임으로 캡슐화(encapsulation)하여 전송하는 것으로 요약된다.

<그림 1>은 TDLS 프레임 구성을 보여 준다. TDLS에서는 직접 링크 설정(DLS Setup)과 직접 링크 해제(DLS teardown)을 위한 관리 작용 프레임(management action frame)들을 데이터 프레임의 메시지로 넣게 된다. 이를 위해서는, 데이터 프레임이 TDLS frame에 해당된다는 것을 알릴 방법이 필요하며, 이를 위해 LLC/SNAP header의 Ether Type에 새로운 값을 할당하는 것이 필요하다.

<그림 1>에서 TDLS Type은 TDLA 프레임의 유형을 나타낸다. TDLS에서 정의하고 있는 유형에는, TDLS 설정 요청(Setup Request), TDLS 설정 응답(Setup Response), TDLS 설정 확인(Setup Confirm), TDLS 해제 요청(Teardown Request), TDLS 해제 응답(Teardown Response) 등이 있다.

<그림 1> TDLS 프레임 구성

<그림 2>는 TDLS 설정 과정을 보여 주고 있다. QSTA1이 TDLS 설정 요청(Setup Request)을 QSTA 2에게 보낸다. 이때, TDLS 설정 요청(Setup Request)이 데이터 프레임으로 캡슐화(encapsulation) 되며, QSTA1의 capability information 등을 포함하게 된다. TDLS 설정 요청(Setup Request)을 수신한 QSTA2는 TDLS 설정 응답(Setup Response)을 QSTA1에게 응답한다.

TDLS에서는 관리 작용 프레임(management action frame)들이 데이터 프레임으로 캡슐화(encapsulation) 되기 때문에, 전송 도중 손실될 수 있다. 따라서, 기존 IEEE 802.11e DLS 에서 정의되지 않은 TDLS 설정 확인(Setup Confirm)이 TDLS 설정 과정에 요구된다.

즉, TDLS 설정 응답(Setup Response)을 수신한 QSTA1은 TDLS 설정 확인(Setup Confirm)을 QSTA2에게 보낸다. QSTA2는 TDLS 설정 확인(Setup Confirm)을 수신한 후에, TDLS 설정 과정을 끝마치게 된다.

<그림 2> TDLS Setup Mechanism

<그림 3>은 TDLS 해제 과정을 보여 주고 있다. QSTA1이 TDLS 해제 요청(Teardown Request)을 QSTA 2에게 전송한다. TDLS 해제 요청(Teardown Request)을 수신한 QSTA2는 TDLS 해제 응답(Teardown Response)을 QSTA1에게 응답한다. QSTA1은 TDLS 해제 응답(Teardown Response)을 수신한 후에, TDLS 해제 과정을 종료하게 된다.

<그림 3> TDLS Teardown Mechanism

이슈 및 결론

TGz 주요 이슈는 다음과 같다. 첫 번째, QSTA 간 직접 링크 사용시 보안(security)을 제공하는 것이다. AP가 보안 기능을 제공하지 않을 경우에도, 직접 링크를 사용하는 QSTA이 보안 기능을 제공한다면 직접 링크를 사용하는 두 단말 사이에 보안이 제공된다는 것을 의미한다. 두 번째, 직접 링크에서 사용할 채널을 AP가 사용하지 않는 다른 채널로 설정(Off-channel TDLS 이라 부름)하는 것이다. Off-channel TDLS을 사용할 경우, 직접 링크를 통한 데이터 송수신이 AP를 경유하는 다른 데이터 송수신을 방해하지 않는다. 따라서, 무선랜의 효율성은 더욱 높아질 것으로 기대된다.

<참고 자료>

1)      Proposed Draft for TGz – Tunneled Direct Link Setup (TDLS), IEEE 802.11-2515r4.

2)      Enhanced Direct Link Setup in nDLS, IEEE 802.11-07/2567r0.